Kamera MIPI vs Kamera USB

Kamera MIPI vs Kamera USB

Dalam beberapa tahun terakhir, embedded vision telah berkembang dari sekadar istilah populer menjadi teknologi yang diadopsi secara luas dan digunakan di berbagai sektor industri, medis, ritel, hiburan, dan pertanian. Pada setiap fase evolusinya, embedded vision telah memastikan pertumbuhan yang signifikan dalam jumlah antarmuka kamera yang tersedia untuk dipilih. Namun, terlepas dari kemajuan teknologi, antarmuka MIPI dan USB tetap menjadi dua jenis yang paling populer untuk sebagian besar aplikasi embedded vision.

 

Antarmuka MIPI

MIPI (Mobile Industry Processor Interface) adalah standar terbuka dan spesifikasi yang diprakarsai oleh MIPI Alliance untuk prosesor aplikasi seluler.Modul kamera MIPIMIPI umumnya ditemukan di ponsel dan tablet, dan mendukung resolusi definisi tinggi lebih dari 5 juta piksel. MIPI dibagi menjadi MIPI DSI dan MIPI CSI, yang masing-masing sesuai dengan standar tampilan video dan input video. Saat ini, modul kamera MIPI banyak digunakan dalam produk tertanam lainnya, seperti ponsel pintar, perekam pengemudi, kamera penegak hukum, kamera mikro definisi tinggi, dan kamera pengawasan jaringan.

MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) mendefinisikan antarmuka serial berkecepatan tinggi antara prosesor host dan modul tampilan. Antarmuka ini memungkinkan produsen untuk mengintegrasikan tampilan untuk kinerja tinggi, konsumsi daya rendah, dan interferensi elektromagnetik (EMI) rendah, sekaligus mengurangi jumlah pin dan mempertahankan kompatibilitas antar pemasok yang berbeda. Perancang dapat menggunakan MIPI DSI untuk memberikan rendering warna yang cemerlang untuk skenario gambar dan video yang paling menuntut dan mendukung transmisi konten stereoskopik.

 

MIPI adalah antarmuka yang paling umum digunakan di pasaran saat ini untuk transmisi gambar dan video point-to-point antara kamera dan perangkat host. Hal ini dapat dikaitkan dengan kemudahan penggunaan MIPI dan kemampuannya untuk mendukung berbagai aplikasi berkinerja tinggi. MIPI juga dilengkapi dengan fitur-fitur canggih seperti video 1080p, 4K, 8K, dan resolusi lebih tinggi, serta pencitraan resolusi tinggi.

 

Antarmuka MIPI merupakan pilihan ideal untuk aplikasi seperti perangkat realitas virtual yang dipasang di kepala, aplikasi lalu lintas cerdas, sistem pengenalan gerakan, drone, pengenalan wajah, keamanan, sistem pengawasan, dan lain sebagainya.

 

Antarmuka MIPI CSI-2

Standar MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface Generasi ke-2) adalah antarmuka berkinerja tinggi, hemat biaya, dan mudah digunakan. MIPI CSI-2 menawarkan bandwidth maksimum 10 Gb/s dengan empat jalur data gambar – setiap jalur mampu mentransfer data hingga 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 lebih cepat daripada USB 3.0 dan memiliki protokol yang andal untuk menangani video dari 1080p hingga 8K dan seterusnya. Selain itu, karena overhead-nya yang rendah, MIPI CSI-2 memiliki bandwidth gambar bersih yang lebih tinggi.

 

Antarmuka MIPI CSI-2 menggunakan lebih sedikit sumber daya dari CPU – berkat prosesor multi-intinya. Ini adalah antarmuka kamera default untuk Raspberry Pi dan Jetson Nano. Modul kamera Raspberry Pi V1 dan V2 juga berbasis pada antarmuka ini.

 

Keterbatasan Antarmuka MIPI CSI-2

Meskipun merupakan antarmuka yang ampuh dan populer, MIPI CSI memiliki beberapa keterbatasan. Misalnya, kamera MIPI bergantung pada driver tambahan agar dapat berfungsi. Ini berarti dukungan untuk berbagai sensor gambar terbatas kecuali jika produsen sistem tertanam benar-benar mendorongnya!

 

Keunggulan MIPI:

Antarmuka MIPI memiliki jalur sinyal yang lebih sedikit daripada antarmuka DVP. Karena merupakan sinyal diferensial tegangan rendah, interferensi yang dihasilkan kecil, dan kemampuan anti-interferensinya juga kuat. Semua perangkat dengan daya 800W ke atas menggunakan antarmuka MIPI. Antarmuka kamera smartphone juga menggunakan MIPI.

 

Bagaimana cara kerjanya?

Pada umumnya, papan ultra-kompak dalam sistem visi mendukung MIPI CSI-2 dan bekerja dengan berbagai solusi sensor cerdas. Selain itu, papan ini kompatibel dengan banyak papan CPU yang berbeda.
MIPI CSI-2 mendukung lapisan fisik MIPI D-PHY untuk berkomunikasi dengan prosesor aplikasi atau System on a Chip (SoC). Implementasinya dapat dilakukan pada salah satu dari dua lapisan fisik: MIPI C-PHY℠ v2.0 atau MIPI D-PHY℠ v2.5. Oleh karena itu, performanya dapat diskalakan per jalur (lane-scalable).

Pada kamera MIPI, sensor kamera menangkap dan mengirimkan gambar ke host CSI-2. Saat gambar dikirimkan, gambar tersebut ditempatkan di memori sebagai frame individual. Setiap frame dikirimkan melalui saluran virtual. Setiap saluran kemudian dibagi menjadi baris – yang dikirimkan satu per satu. Dengan demikian, hal ini memungkinkan transmisi gambar lengkap dari sensor gambar yang sama – tetapi dengan beberapa aliran piksel.

MIPI CSI-2 menggunakan paket untuk komunikasi yang mencakup format data dan fungsionalitas kode koreksi kesalahan (ECC). Satu paket berjalan melalui lapisan D-PHY dan kemudian terbagi menjadi sejumlah jalur data yang dibutuhkan. D-PHY beroperasi dalam mode kecepatan tinggi dan mengirimkan paket ke penerima melalui saluran.

Kemudian, penerima CSI-2 dilengkapi dengan lapisan fisik D-PHY untuk mengekstrak dan mendekode paket. Proses ini diulang frame demi frame dari perangkat CSI-2 ke host melalui implementasi yang efisien dan hemat biaya.

 

Antarmuka USB

ItuAntarmuka USBUSB cenderung berfungsi sebagai penghubung antara dua sistem – kamera dan PC. Karena terkenal dengan kemampuan plug-and-play-nya, memilih antarmuka USB berarti Anda dapat mengucapkan selamat tinggal pada waktu dan biaya pengembangan yang mahal dan bertele-tele untuk antarmuka visi tertanam Anda. USB 2.0, versi yang lebih lama, memiliki keterbatasan teknis yang signifikan. Seiring teknologi ini mulai usang, sejumlah komponennya menjadi tidak kompatibel. Antarmuka USB 3.0 dan USB 3.1 Gen 1 diluncurkan untuk mengatasi keterbatasan antarmuka USB 2.0.

Antarmuka USB 3.0

Antarmuka USB 3.0 (dan USB 3.1 Gen 1) menggabungkan fitur-fitur positif dari berbagai antarmuka. Fitur-fitur tersebut meliputi kompatibilitas plug-and-play dan beban CPU yang rendah. Standar industri visi USB 3.0 juga meningkatkan keandalannya untuk kamera beresolusi tinggi dan berkecepatan tinggi.

Perangkat ini hanya membutuhkan perangkat keras tambahan minimal dan mendukung bandwidth rendah – hingga 40 megabyte per detik. Bandwidth maksimumnya mencapai 480 megabyte per detik. Ini 10 kali lebih cepat daripada USB 2.0 dan 4 kali lebih cepat daripada GigE! Kemampuan plug-and-play-nya memastikan bahwa perangkat visi tertanam dapat diganti dengan mudah – sehingga memudahkan penggantian kamera yang rusak.

 

 

Keterbatasan Antarmuka USB 3.0

Kerugian terbesar dariUSB 3.0Salah satu kelemahan antarmuka ini adalah Anda tidak dapat menjalankan sensor beresolusi tinggi dengan kecepatan tinggi. Kelemahan lainnya adalah Anda hanya dapat menggunakan kabel hingga jarak 5 meter dari prosesor host. Meskipun kabel yang lebih panjang tersedia, semuanya dilengkapi dengan "booster". Seberapa baik kabel-kabel ini bekerja bersama dengan kamera industri harus diperiksa untuk setiap kasus secara individual.