MIPI kamera salīdzinājumā ar USB kameru
Pēdējo gadu laikā iegultā redze ir attīstījusies no modes vārda par plaši pieņemtu tehnoloģiju, ko izmanto rūpniecības, medicīnas, mazumtirdzniecības, izklaides un lauksaimniecības nozarēs. Ar katru savas evolūcijas fāzi iegultā redze ir nodrošinājusi ievērojamu pieejamo kameru saskarņu skaita pieaugumu. Tomēr, neskatoties uz tehnoloģiskajiem sasniegumiem, MIPI un USB saskarnes joprojām ir divi populārākie veidi lielākajā daļā iegultās redzes lietojumprogrammu.
MIPI saskarne
MIPI (Mobile Industry Processor Interface — mobilo lietojumprogrammu procesoru saskarne) ir atvērts standarts un specifikācija, ko ierosinājusi MIPI alianse mobilo lietojumprogrammu procesoriem.MIPI kameru moduļiparasti ir atrodami mobilajos tālruņos un planšetdatoros, un tie atbalsta augstas izšķirtspējas izšķirtspēju, kas pārsniedz 5 miljonus pikseļu. MIPI tiek iedalīts MIPI DSI un MIPI CSI, kas attiecīgi atbilst video displeja un video ievades standartiem. Pašlaik MIPI kameru moduļi tiek plaši izmantoti citos iegultajos produktos, piemēram, viedtālruņos, braukšanas ierakstītājos, tiesībaizsardzības kamerās, augstas izšķirtspējas mikrokamerās un tīkla novērošanas kamerās.
MIPI displeja seriālā saskarne (MIPI DSI®) definē ātrdarbīgu seriālo saskarni starp resursdatora procesoru un displeja moduli. Šī saskarne ļauj ražotājiem integrēt displejus, lai nodrošinātu augstu veiktspēju, zemu enerģijas patēriņu un zemus elektromagnētiskos traucējumus (EMI), vienlaikus samazinot kontaktu skaitu un saglabājot saderību starp dažādiem piegādātājiem. Dizaineri var izmantot MIPI DSI, lai nodrošinātu izcilu krāsu atveidojumu visprasīgākajiem attēlu un video scenārijiem un atbalstītu stereoskopiska satura pārraidi.
MIPI ir visbiežāk izmantotā saskarne mūsdienu tirgū punktu-punktu attēlu un video pārraidei starp kamerām un resursdatora ierīcēm. To var attiecināt uz MIPI lietošanas ērtumu un spēju atbalstīt plašu augstas veiktspējas lietojumprogrammu klāstu. Tā ir aprīkota arī ar jaudīgām funkcijām, piemēram, 1080p, 4K, 8K un vēl augstākās izšķirtspējas video un augstas izšķirtspējas attēlveidošanu.
MIPI saskarne ir ideāla izvēle tādām lietojumprogrammām kā uz galvas montējamas virtuālās realitātes ierīces, viedās satiksmes lietojumprogrammas, žestu atpazīšanas sistēmas, droni, sejas atpazīšana, drošība, novērošanas sistēmas utt.
MIPI CSI-2 saskarne
MIPI CSI-2 (MIPI kameras seriālās saskarnes 2. paaudzes) standarts ir augstas veiktspējas, rentabls un vienkārši lietojams interfeiss. MIPI CSI-2 piedāvā maksimālo joslas platumu 10 Gb/s ar četrām attēla datu joslām – katra josla spēj pārsūtīt datus ar ātrumu līdz 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 ir ātrāks par USB 3.0 un tam ir uzticams protokols video apstrādei no 1080p līdz 8K un vairāk. Turklāt, pateicoties zemajām virsslodzēm, MIPI CSI-2 ir lielāka neto attēla joslas platums.
MIPI CSI-2 saskarne izmanto mazāk centrālā procesora resursu – pateicoties tās vairāku kodolu procesoriem. Tā ir Raspberry Pi un Jetson Nano noklusējuma kameras saskarne. Arī Raspberry Pi kameras moduļi V1 un V2 ir balstīti uz to.
MIPI CSI-2 saskarnes ierobežojumi
Lai gan MIPI CSI ir jaudīga un populāra saskarne, tai ir daži ierobežojumi. Piemēram, MIPI kameru darbībai ir nepieciešami papildu draiveri. Tas nozīmē, ka dažādu attēla sensoru atbalsts ir ierobežots, ja vien iegulto sistēmu ražotāji to īpaši nepieprasa!
MIPI priekšrocības:
MIPI saskarnei ir mazāk signāla līniju nekā DVP saskarnei. Tā kā tā ir zemsprieguma diferenciālā signāla, radītie traucējumi ir nelieli, un arī traucējumu novēršanas spēja ir spēcīga. 800 W un vairāk izmanto MIPI saskarni. Viedtālruņa kameras saskarne izmanto MIPI.
Kā tas darbojas?
Parasti īpaši kompaktā plate redzes sistēmā atbalsta MIPI CSI-2 un darbojas ar plašu viedo sensoru risinājumu klāstu. Turklāt tā ir saderīga ar daudzām dažādām CPU platēm.
MIPI CSI-2 atbalsta MIPI D-PHY fizisko slāni, lai sazinātos ar lietojumprogrammu procesoru vai sistēmu uz mikroshēmas (SoC). To var ieviest jebkurā no diviem fiziskajiem slāņiem: MIPI C-PHY℠ v2.0 vai MIPI D-PHY℠ v2.5. Tāpēc tā veiktspēja ir joslu mērogojama.
MIPI kamerā kameras sensors uztver un pārraida attēlu uz CSI-2 resursdatoru. Kad attēls tiek pārraidīts, tas tiek ievietots atmiņā kā atsevišķi kadri. Katrs kadrs tiek pārraidīts pa virtuāliem kanāliem. Pēc tam katrs kanāls tiek sadalīts rindās – pa vienai vienlaikus. Tādējādi tas ļauj pilnībā pārraidīt attēlu no viena un tā paša attēla sensora, bet ar vairākām pikseļu plūsmām.
MIPI CSI-2 saziņai izmanto paketes, kas ietver datu formāta un kļūdu labošanas koda (ECC) funkcionalitāti. Viena pakete pārvietojas caur D-PHY slāni un pēc tam tiek sadalīta nepieciešamajā datu joslu skaitā. D-PHY darbojas ātrgaitas režīmā un pārraida paketi uztvērējam pa kanālu.
Pēc tam CSI-2 uztvērējs tiek nodrošināts ar D-PHY fizisko slāni, lai iegūtu un dekodētu paketi. Process tiek atkārtots kadrs pa kadram no CSI-2 ierīces līdz resursdatoram, izmantojot efektīvu un lētu ieviešanu.
USB saskarne
TheUSB saskarnemēdz kalpot kā savienojums starp divām sistēmām — kameru un datoru. Tā kā tā ir labi pazīstama ar savām “plug-and-play” iespējām, izvēloties USB saskarni, varat atvadīties no dārga, ilgstoša izstrādes laika un izmaksām, kas saistītas ar iegultās redzes saskarni. USB 2.0, vecākajai versijai, ir ievērojami tehniski ierobežojumi. Tehnoloģijai samazinoties, vairākas tās sastāvdaļas kļūst nesaderīgas. USB 3.0 un USB 3.1 Gen 1 saskarnes tika laistas klajā, lai pārvarētu USB 2.0 saskarnes ierobežojumus.
USB 3.0 (un USB 3.1 Gen 1) saskarne apvieno dažādu saskarņu pozitīvās īpašības. To skaitā ir “plug-and-play” saderība un zema centrālā procesora slodze. USB 3.0 redzes industriālais standarts arī palielina tā uzticamību augstas izšķirtspējas un ātrgaitas kamerām.
Tam nepieciešama minimāla papildu aparatūra un tas atbalsta mazu joslas platumu — līdz 40 megabaitiem sekundē. Tā maksimālā joslas platums ir 480 megabaiti sekundē. Tas ir 10 reizes ātrāk nekā USB 2.0 un 4 reizes ātrāk nekā GigE! Tā “plug-and-play” iespējas nodrošina, ka iegultās redzes ierīces var viegli nomainīt, tādējādi atvieglojot bojātas kameras nomaiņu.
USB 3.0 saskarnes ierobežojumi
Lielākais trūkumsUSB 3.0Saskarnes trūkums ir tāds, ka augstas izšķirtspējas sensorus nevar darbināt lielā ātrumā. Vēl viens trūkums ir tas, ka kabeli var izmantot tikai līdz 5 metru attālumam no resursdatora procesora. Lai gan ir pieejami garāki kabeļi, tie visi ir aprīkoti ar "pastiprinātājiem". Cik labi šie kabeļi darbojas kopā ar rūpnieciskajām kamerām, ir jāpārbauda katrā atsevišķā gadījumā.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 22. marts
