MIPI ക്യാമറ vs USB ക്യാമറ

MIPI ക്യാമറ vs USB ക്യാമറ

കഴിഞ്ഞ കുറച്ച് വർഷങ്ങളായി, എംബഡഡ് വിഷൻ എന്നത് ഒരു പൊതു വാക്ക് എന്ന നിലയിൽ നിന്ന് വ്യാവസായിക, മെഡിക്കൽ, റീട്ടെയിൽ, വിനോദം, കൃഷി മേഖലകളിൽ വ്യാപകമായി സ്വീകരിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യയായി പരിണമിച്ചു. അതിന്റെ പരിണാമത്തിന്റെ ഓരോ ഘട്ടത്തിലും, എംബഡഡ് വിഷൻ തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ ലഭ്യമായ ക്യാമറ ഇന്റർഫേസുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ ഗണ്യമായ വളർച്ച ഉറപ്പാക്കിയിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, സാങ്കേതിക പുരോഗതികൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, എംബഡഡ് വിഷൻ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഭൂരിഭാഗത്തിനും ഏറ്റവും ജനപ്രിയമായ രണ്ട് തരങ്ങളായി MIPI, USB ഇന്റർഫേസുകൾ തുടരുന്നു.

 

MIPI ഇന്റർഫേസ്

MIPI (മൊബൈൽ ഇൻഡസ്ട്രി പ്രോസസർ ഇന്റർഫേസ്) എന്നത് മൊബൈൽ ആപ്ലിക്കേഷൻ പ്രോസസ്സറുകൾക്കായി MIPI അലയൻസ് ആരംഭിച്ച ഒരു ഓപ്പൺ സ്റ്റാൻഡേർഡും സ്പെസിഫിക്കേഷനുമാണ്.MIPI ക്യാമറ മൊഡ്യൂളുകൾമൊബൈൽ ഫോണുകളിലും ടാബ്‌ലെറ്റുകളിലും സാധാരണയായി കാണപ്പെടുന്ന ഇവ 5 ദശലക്ഷത്തിലധികം പിക്സലുകളുടെ ഹൈ-ഡെഫനിഷൻ റെസല്യൂഷനുകളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. MIPI വീഡിയോ ഡിസ്പ്ലേ, വീഡിയോ ഇൻപുട്ട് മാനദണ്ഡങ്ങൾ എന്നിവയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന MIPI DSI, MIPI CSI എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. നിലവിൽ, സ്മാർട്ട്‌ഫോണുകൾ, ഡ്രൈവിംഗ് റെക്കോർഡറുകൾ, നിയമ നിർവ്വഹണ ക്യാമറകൾ, ഹൈ-ഡെഫനിഷൻ മൈക്രോ ക്യാമറകൾ, നെറ്റ്‌വർക്ക് നിരീക്ഷണ ക്യാമറകൾ തുടങ്ങിയ മറ്റ് എംബഡഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ MIPI ക്യാമറ മൊഡ്യൂളുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

MIPI ഡിസ്പ്ലേ സീരിയൽ ഇന്റർഫേസ് (MIPI DSI ®) ഒരു ഹോസ്റ്റ് പ്രോസസ്സറിനും ഡിസ്പ്ലേ മൊഡ്യൂളിനും ഇടയിലുള്ള ഒരു ഹൈ-സ്പീഡ് സീരിയൽ ഇന്റർഫേസിനെ നിർവചിക്കുന്നു. ഉയർന്ന പ്രകടനം, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, കുറഞ്ഞ ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റിക് ഇടപെടൽ (EMI) എന്നിവയ്ക്കായി ഡിസ്പ്ലേകൾ സംയോജിപ്പിക്കാൻ ഇന്റർഫേസ് നിർമ്മാതാക്കളെ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, അതേസമയം പിൻ എണ്ണം കുറയ്ക്കുകയും വ്യത്യസ്ത വിതരണക്കാർക്കിടയിൽ അനുയോജ്യത നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ഏറ്റവും ആവശ്യപ്പെടുന്ന ഇമേജ്, വീഡിയോ സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് മികച്ച വർണ്ണ റെൻഡറിംഗ് നൽകുന്നതിനും സ്റ്റീരിയോസ്കോപ്പിക് ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ സംപ്രേഷണത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിനും ഡിസൈനർമാർക്ക് MIPI DSI ഉപയോഗിക്കാം.

 

ക്യാമറകൾക്കും ഹോസ്റ്റ് ഉപകരണങ്ങൾക്കുമിടയിൽ പോയിന്റ്-ടു-പോയിന്റ് ഇമേജ്, വീഡിയോ ട്രാൻസ്മിഷനുള്ള ഇന്നത്തെ വിപണിയിൽ ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഇന്റർഫേസാണ് MIPI. MIPI-യുടെ ഉപയോഗ എളുപ്പവും ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ വിശാലമായ ശ്രേണിയെ പിന്തുണയ്ക്കാനുള്ള കഴിവുമാണ് ഇതിന് കാരണമെന്ന് പറയാം. 1080p, 4K, 8K, അതിനുമപ്പുറം വീഡിയോ, ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ ഇമേജിംഗ് തുടങ്ങിയ ശക്തമായ സവിശേഷതകളും ഇതിൽ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

 

ഹെഡ്-മൗണ്ടഡ് വെർച്വൽ റിയാലിറ്റി ഉപകരണങ്ങൾ, സ്മാർട്ട് ട്രാഫിക് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ, ജെസ്റ്റർ റെക്കഗ്നിഷൻ സിസ്റ്റങ്ങൾ, ഡ്രോണുകൾ, ഫേഷ്യൽ റെക്കഗ്നിഷൻ, സുരക്ഷ, നിരീക്ഷണ സംവിധാനങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് MIPI ഇന്റർഫേസ് അനുയോജ്യമായ ഒരു തിരഞ്ഞെടുപ്പാണ്.

 

MIPI CSI-2 ഇന്റർഫേസ്

MIPI CSI-2 (MIPI ക്യാമറ സീരിയൽ ഇന്റർഫേസ് 2nd ജനറേഷൻ) സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ളതും, ചെലവ് കുറഞ്ഞതും, ഉപയോഗിക്കാൻ എളുപ്പമുള്ളതുമായ ഒരു ഇന്റർഫേസാണ്. MIPI CSI-2 നാല് ഇമേജ് ഡാറ്റ ലെയ്‌നുകൾക്കൊപ്പം പരമാവധി 10 Gb/s ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു - ഓരോ ലെയ്‌നും 2.5 Gb/s വരെ ഡാറ്റ കൈമാറാൻ കഴിയും. MIPI CSI-2 USB 3.0 നേക്കാൾ വേഗതയുള്ളതാണ്, കൂടാതെ 1080p മുതൽ 8K വരെയും അതിനുമുകളിലും വീഡിയോ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള വിശ്വസനീയമായ ഒരു പ്രോട്ടോക്കോൾ ഉണ്ട്. കൂടാതെ, കുറഞ്ഞ ഓവർഹെഡ് കാരണം, MIPI CSI-2 ന് ഉയർന്ന നെറ്റ് ഇമേജ് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഉണ്ട്.

 

മൾട്ടി-കോർ പ്രോസസ്സറുകൾ കാരണം MIPI CSI-2 ഇന്റർഫേസ് CPU-വിൽ നിന്ന് കുറച്ച് ഉറവിടങ്ങൾ മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ. റാസ്പ്ബെറി പൈ, ജെറ്റ്സൺ നാനോ എന്നിവയ്ക്കുള്ള ഡിഫോൾട്ട് ക്യാമറ ഇന്റർഫേസാണിത്. റാസ്പ്ബെറി പൈ ക്യാമറ മൊഡ്യൂൾ V1, V2 എന്നിവയും ഇതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.

 

MIPI CSI-2 ഇന്റർഫേസിന്റെ പരിമിതികൾ

ശക്തവും ജനപ്രിയവുമായ ഒരു ഇന്റർഫേസ് ആണെങ്കിലും, MIPI CSI ചില പരിമിതികളോടെയാണ് വരുന്നത്. ഉദാഹരണത്തിന്, MIPI ക്യാമറകൾ പ്രവർത്തിക്കാൻ അധിക ഡ്രൈവറുകളെ ആശ്രയിക്കുന്നു. എംബഡഡ് സിസ്റ്റം നിർമ്മാതാക്കൾ ശരിക്കും അതിനായി സമ്മർദ്ദം ചെലുത്തുന്നില്ലെങ്കിൽ വ്യത്യസ്ത ഇമേജ് സെൻസറുകൾക്ക് പരിമിതമായ പിന്തുണ മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം!

 

MIPI യുടെ ഗുണങ്ങൾ:

MIPI ഇന്റർഫേസിന് DVP ഇന്റർഫേസിനേക്കാൾ കുറച്ച് സിഗ്നൽ ലൈനുകൾ മാത്രമേയുള്ളൂ. ഇത് ഒരു ലോ-വോൾട്ടേജ് ഡിഫറൻഷ്യൽ സിഗ്നൽ ആയതിനാൽ, സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ഇടപെടൽ ചെറുതാണ്, കൂടാതെ ആന്റി-ഇന്റർഫറൻസ് കഴിവും ശക്തമാണ്. 800W ഉം എല്ലാറ്റിനുമുപരി MIPI ഇന്റർഫേസും ഉപയോഗിക്കുന്നു. സ്മാർട്ട്ഫോൺ ക്യാമറ ഇന്റർഫേസ് MIPI ഉപയോഗിക്കുന്നു.

 

ഇത് എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു?

സാധാരണയായി, ഒരു വിഷൻ സിസ്റ്റത്തിലെ അൾട്രാ-കോംപാക്റ്റ് ബോർഡ് MIPI CSI-2 നെ പിന്തുണയ്ക്കുകയും ഉയർന്ന ശ്രേണിയിലുള്ള ഇന്റലിജന്റ് സെൻസർ സൊല്യൂഷനുകളുമായി പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. മാത്രമല്ല, ഇത് നിരവധി വ്യത്യസ്ത സിപിയു ബോർഡുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.
MIPI CSI-2, MIPI D-PHY ഫിസിക്കൽ ലെയറിനെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു, ഇത് ആപ്ലിക്കേഷൻ പ്രോസസ്സറിലേക്കോ സിസ്റ്റത്തിലേക്കോ ഒരു ചിപ്പ് (SoC) ലേക്ക് ആശയവിനിമയം നടത്തുന്നു. രണ്ട് ഫിസിക്കൽ ലെയറുകളിൽ ഏതിലെങ്കിലും ഇത് നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയും: MIPI C-PHY℠ v2.0 അല്ലെങ്കിൽ MIPI D-PHY℠ v2.5. അതിനാൽ, അതിന്റെ പ്രകടനം ലെയ്ൻ-സ്കെയിലബിൾ ആണ്.

ഒരു MIPI ക്യാമറയിൽ, ക്യാമറ സെൻസർ ഒരു ചിത്രം പകർത്തി CSI-2 ഹോസ്റ്റിലേക്ക് കൈമാറുന്നു. ചിത്രം കൈമാറുമ്പോൾ, അത് മെമ്മറിയിൽ വ്യക്തിഗത ഫ്രെയിമുകളായി സ്ഥാപിക്കുന്നു. ഓരോ ഫ്രെയിമും വെർച്വൽ ചാനലുകളിലൂടെയാണ് കൈമാറുന്നത്. തുടർന്ന് ഓരോ ചാനലും വരികളായി വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു - ഒരു സമയം ഒന്ന് കൈമാറുന്നു. അതിനാൽ, ഒരേ ഇമേജ് സെൻസറിൽ നിന്ന് പൂർണ്ണമായ ഇമേജ് ട്രാൻസ്മിഷൻ ഇത് അനുവദിക്കുന്നു - എന്നാൽ ഒന്നിലധികം പിക്സൽ സ്ട്രീമുകൾക്കൊപ്പം.

ഡാറ്റ ഫോർമാറ്റ്, പിശക് തിരുത്തൽ കോഡ് (ECC) പ്രവർത്തനം എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്ന പാക്കറ്റുകളാണ് MIPI CSI-2 ആശയവിനിമയത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഒരൊറ്റ പാക്കറ്റ് D-PHY ലെയറിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുകയും തുടർന്ന് ആവശ്യമായ ഡാറ്റ ലെയ്‌നുകളുടെ എണ്ണമായി വിഭജിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. D-PHY അതിവേഗ മോഡിൽ പ്രവർത്തിക്കുകയും ചാനൽ വഴി പാക്കറ്റ് റിസീവറിലേക്ക് കൈമാറുകയും ചെയ്യുന്നു.

തുടർന്ന്, പാക്കറ്റ് എക്സ്ട്രാക്റ്റ് ചെയ്ത് ഡീകോഡ് ചെയ്യുന്നതിനായി CSI-2 റിസീവറിന് D-PHY ഫിസിക്കൽ ലെയർ നൽകുന്നു. കാര്യക്ഷമവും ചെലവുകുറഞ്ഞതുമായ ഒരു നടപ്പിലാക്കലിലൂടെ CSI-2 ഉപകരണത്തിൽ നിന്ന് ഹോസ്റ്റിലേക്ക് ഈ പ്രക്രിയ ഫ്രെയിം ബൈ ഫ്രെയിം ആയി ആവർത്തിക്കുന്നു.

 

യുഎസ്ബി ഇന്റർഫേസ്

ദിയുഎസ്ബി ഇന്റർഫേസ്ക്യാമറയും പിസിയും എന്ന രണ്ട് സിസ്റ്റങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ജംഗ്ഷനായി ഇത് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. പ്ലഗ്-ആൻഡ്-പ്ലേ കഴിവുകൾക്ക് പേരുകേട്ടതിനാൽ, യുഎസ്ബി ഇന്റർഫേസ് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് നിങ്ങളുടെ എംബഡഡ് വിഷൻ ഇന്റർഫേസിനായുള്ള ചെലവേറിയതും നീണ്ടുനിൽക്കുന്നതുമായ വികസന സമയങ്ങൾക്കും ചെലവുകൾക്കും വിട പറയാൻ കഴിയുമെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. പഴയ പതിപ്പായ യുഎസ്ബി 2.0 ന് കാര്യമായ സാങ്കേതിക പരിമിതികളുണ്ട്. സാങ്കേതികവിദ്യ കുറയാൻ തുടങ്ങുമ്പോൾ, അതിന്റെ നിരവധി ഘടകങ്ങൾ പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല. യുഎസ്ബി 2.0 ഇന്റർഫേസിന്റെ പരിമിതികൾ മറികടക്കാൻ യുഎസ്ബി 3.0 ഉം യുഎസ്ബി 3.1 ജെൻ 1 ഇന്റർഫേസുകളും ആരംഭിച്ചു.

യുഎസ്ബി 3.0 ഇന്റർഫേസ്

USB 3.0 (ഒപ്പം USB 3.1 Gen 1) ഇന്റർഫേസും വ്യത്യസ്ത ഇന്റർഫേസുകളുടെ പോസിറ്റീവ് സവിശേഷതകൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. പ്ലഗ്-ആൻഡ്-പ്ലേ അനുയോജ്യതയും കുറഞ്ഞ CPU ലോഡും ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. USB 3.0 യുടെ വിഷൻ ഇൻഡസ്ട്രിയൽ സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഉയർന്ന റെസല്യൂഷനും അതിവേഗ ക്യാമറകൾക്കും അതിന്റെ വിശ്വാസ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

ഇതിന് കുറഞ്ഞ അധിക ഹാർഡ്‌വെയർ മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ, കുറഞ്ഞ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് പിന്തുണയ്ക്കുന്നു - സെക്കൻഡിൽ 40 മെഗാബൈറ്റ് വരെ. ഇതിന് സെക്കൻഡിൽ 480 മെഗാബൈറ്റ് പരമാവധി ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഉണ്ട്. ഇത് USB 2.0 നേക്കാൾ 10 മടങ്ങ് വേഗതയുള്ളതും GigE നേക്കാൾ 4 മടങ്ങ് വേഗതയുള്ളതുമാണ്! ഇതിന്റെ പ്ലഗ്-ആൻഡ്-പ്ലേ കഴിവുകൾ എംബഡഡ് വിഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ എളുപ്പത്തിൽ മാറ്റാൻ കഴിയുമെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു - കേടായ ക്യാമറ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നത് എളുപ്പമാക്കുന്നു.

 

 

USB 3.0 ഇന്റർഫേസിന്റെ പരിമിതികൾ

ഏറ്റവും വലിയ പോരായ്മയുഎസ്ബി 3.0ഇന്റർഫേസിന്റെ ഒരു പ്രത്യേകത, ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ സെൻസറുകൾ ഉയർന്ന വേഗതയിൽ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല എന്നതാണ്. മറ്റൊരു പോരായ്മ, ഹോസ്റ്റ് പ്രോസസറിൽ നിന്ന് 5 മീറ്റർ ദൂരം വരെ മാത്രമേ നിങ്ങൾക്ക് ഒരു കേബിൾ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയൂ എന്നതാണ്. നീളമുള്ള കേബിളുകൾ ലഭ്യമാണെങ്കിലും, അവയിലെല്ലാം "ബൂസ്റ്ററുകൾ" ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. വ്യാവസായിക ക്യാമറകളുമായി ഈ കേബിളുകൾ എത്രത്തോളം നന്നായി പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ഓരോ കേസിലും പരിശോധിക്കേണ്ടതുണ്ട്.