MIPI kamera ir USB kamera
Per pastaruosius kelerius metus įterptoji regos sistema iš madingo žodžio išsivystė į plačiai naudojamą technologiją, naudojamą pramonės, medicinos, mažmeninės prekybos, pramogų ir žemės ūkio sektoriuose. Su kiekvienu įterptosios regos etapu ji užtikrino reikšmingą kamerų sąsajų, iš kurių galima rinktis, skaičiaus augimą. Tačiau, nepaisant technologinės pažangos, MIPI ir USB sąsajos išliko dviem populiariausiais tipais daugumoje įterptosios regos programų.
MIPI sąsaja
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) yra atviras standartas ir specifikacija, kurią inicijavo MIPI aljansas mobiliųjų programų procesoriams.MIPI kamerų moduliaidažniausiai randami mobiliuosiuose telefonuose ir planšetiniuose kompiuteriuose ir palaiko didesnę nei 5 milijonų pikselių raišką. MIPI skirstomas į MIPI DSI ir MIPI CSI, kurie atitinka atitinkamai vaizdo rodymo ir vaizdo įvesties standartus. Šiuo metu MIPI kamerų moduliai plačiai naudojami kituose įterptuosiuose gaminiuose, tokiuose kaip išmanieji telefonai, vairavimo įrašymo įrenginiai, teisėsaugos kameros, didelės raiškos mikro kameros ir tinklo stebėjimo kameros.
MIPI ekrano nuoseklioji sąsaja (MIPI DSI ®) apibrėžia didelės spartos nuosekliąją sąsają tarp pagrindinio procesoriaus ir ekrano modulio. Ši sąsaja leidžia gamintojams integruoti ekranus, kad būtų užtikrintas didelis našumas, mažos energijos sąnaudos ir maži elektromagnetiniai trukdžiai (EMI), tuo pačiu sumažinant kontaktų skaičių ir išlaikant suderinamumą tarp skirtingų tiekėjų. Dizaineriai gali naudoti MIPI DSI, kad užtikrintų puikų spalvų perteikimą reikliausiuose vaizdų ir vaizdo įrašų scenarijuose ir palaikytų stereoskopinio turinio perdavimą.
MIPI yra dažniausiai šiandieninėje rinkoje naudojama sąsaja vaizdams ir vaizdo įrašams perduoti tarp kamerų ir pagrindinių įrenginių. Tai galima priskirti MIPI naudojimo paprastumui ir gebėjimui palaikyti platų spektrą didelio našumo programų. Ji taip pat aprūpinta galingomis funkcijomis, tokiomis kaip 1080p, 4K, 8K ir aukštesnės raiškos vaizdo įrašai bei didelės raiškos vaizdai.
MIPI sąsaja yra idealus pasirinkimas tokioms programoms kaip ant galvos tvirtinami virtualios realybės įrenginiai, išmaniosios eismo programos, gestų atpažinimo sistemos, dronai, veido atpažinimo, saugumo, stebėjimo sistemos ir kt.
MIPI CSI-2 sąsaja
MIPI CSI-2 (MIPI kameros nuosekliosios sąsajos 2-osios kartos) standartas yra naši, ekonomiška ir paprasta naudoti sąsaja. MIPI CSI-2 siūlo maksimalų 10 Gb/s pralaidumą su keturiomis vaizdo duomenų linijomis – kiekviena linija gali perduoti duomenis iki 2,5 Gb/s greičiu. MIPI CSI-2 yra greitesnis nei USB 3.0 ir turi patikimą protokolą, skirtą vaizdo įrašams apdoroti nuo 1080p iki 8K ir didesnės raiškos. Be to, dėl mažų sąnaudų MIPI CSI-2 turi didesnį grynąjį vaizdo pralaidumą.
Dėl kelių branduolių procesorių MIPI CSI-2 sąsaja naudoja mažiau procesoriaus išteklių. Tai yra numatytoji kameros sąsaja „Raspberry Pi“ ir „Jetson Nano“. „Raspberry Pi“ kameros moduliai V1 ir V2 taip pat yra ja paremti.
MIPI CSI-2 sąsajos apribojimai
Nors tai galinga ir populiari sąsaja, MIPI CSI turi keletą apribojimų. Pavyzdžiui, MIPI kameros veikia tik su papildomomis tvarkyklėmis. Tai reiškia, kad skirtingų vaizdo jutiklių palaikymas yra ribotas, nebent įterptųjų sistemų gamintojai to labai reikalauja!
MIPI privalumai:
MIPI sąsaja turi mažiau signalo linijų nei DVP sąsaja. Kadangi tai yra žemos įtampos diferencialinis signalas, generuojami trukdžiai yra maži, o apsaugos nuo trukdžių galimybės taip pat yra stiprios. 800 W ir daugiau naudoja MIPI sąsają. Išmaniojo telefono kameros sąsaja naudoja MIPI.
Kaip tai veikia?
Paprastai itin kompaktiška vaizdo stebėjimo sistemos plokštė palaiko MIPI CSI-2 ir veikia su daugybe išmaniųjų jutiklių sprendimų. Be to, ji suderinama su daugeliu skirtingų procesoriaus plokščių.
MIPI CSI-2 palaiko fizinį MIPI D-PHY sluoksnį, kad galėtų bendrauti su programų procesoriumi arba mikroschemų sistema (SoC). Jis gali būti įdiegtas viename iš dviejų fizinių sluoksnių: MIPI C-PHY℠ v2.0 arba MIPI D-PHY℠ v2.5. Todėl jo našumas yra keičiamo mastelio.
MIPI kameroje kameros jutiklis fiksuoja vaizdą ir perduoda jį CSI-2 pagrindiniam kompiuteriui. Kai vaizdas perduodamas, jis atmintyje įrašomas kaip atskiri kadrai. Kiekvienas kadras perduodamas virtualiais kanalais. Tada kiekvienas kanalas padalijamas į eilutes – perduodamas po vieną. Taigi, tai leidžia visą vaizdą perduoti iš to paties vaizdo jutiklio, bet su keliais pikselių srautais.
MIPI CSI-2 ryšiui naudoja paketus, kuriuose yra duomenų formato ir klaidų taisymo kodo (ECC) funkcionalumas. Vienas paketas keliauja per D-PHY sluoksnį ir tada padalijamas į reikiamą duomenų juostų skaičių. D-PHY veikia didelio greičio režimu ir perduoda paketą imtuvui per kanalą.
Tada CSI-2 imtuvas aprūpinamas D-PHY fiziniu sluoksniu, kad išgautų ir dekoduotų paketą. Procesas kartojamas kadras po kadro iš CSI-2 įrenginio į pagrindinį kompiuterį, naudojant efektyvų ir nebrangų įdiegimą.
USB sąsaja
TheUSB sąsajapaprastai tarnauja kaip jungtis tarp dviejų sistemų – fotoaparato ir kompiuterio. Kadangi ji gerai žinoma dėl savo „plug-and-play“ funkcijų, pasirinkus USB sąsają, galima atsisveikinti su brangiu, ilgu įterptosios vaizdo sąsajos kūrimo laiku ir išlaidomis. Senesnė USB 2.0 versija turi didelių techninių apribojimų. Technologijai senstant, nemažai jos komponentų tampa nesuderinami. USB 3.0 ir USB 3.1 Gen 1 sąsajos buvo sukurtos siekiant įveikti USB 2.0 sąsajos apribojimus.
USB 3.0 (ir USB 3.1 Gen 1) sąsaja apjungia skirtingų sąsajų teigiamas savybes. Tai „plug-and-play“ suderinamumas ir maža procesoriaus apkrova. Vaizdo pramonės standartas USB 3.0 taip pat padidina jos patikimumą didelės raiškos ir didelės spartos kameroms.
Jam reikia minimalios papildomos įrangos ir jis palaiko mažą pralaidumą – iki 40 megabaitų per sekundę. Maksimalus pralaidumas yra 480 megabaitų per sekundę. Tai 10 kartų greičiau nei USB 2.0 ir 4 kartus greičiau nei „GigE“! Dėl „plug-and-play“ funkcijų įdiegimo į sistemą galima lengvai pakeisti įterptuosius vaizdo įrenginius, todėl sugadintą kamerą lengva pakeisti.
USB 3.0 sąsajos apribojimai
Didžiausias trūkumasUSB 3.0Sąsajos trūkumas yra tas, kad negalima dideliu greičiu paleisti didelės skiriamosios gebos jutiklių. Kitas trūkumas yra tas, kad kabelį galite naudoti tik iki 5 metrų atstumu nuo pagrindinio procesoriaus. Nors yra ir ilgesnių kabelių, jie visi turi „stiprintuvus“. Kiekvienu atveju reikia patikrinti, ar šie kabeliai veikia kartu su pramoninėmis kameromis.
Įrašo laikas: 2023 m. kovo 22 d.
