Cameră MIPI vs. cameră USB
În ultimii ani, tehnologia de viziunea încorporată a evoluat de la un cuvânt la modă la o tehnologie adoptată pe scară largă în sectoarele industrial, medical, de retail, de divertisment și agricol. Cu fiecare fază a evoluției sale, tehnologia de viziunea încorporată a asigurat o creștere semnificativă a numărului de interfețe de cameră disponibile. Cu toate acestea, în ciuda progreselor tehnologice, interfețele MIPI și USB au rămas cele mai populare două tipuri pentru majoritatea aplicațiilor de viziunea încorporată.
Interfață MIPI
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) este un standard deschis și o specificație inițiată de MIPI Alliance pentru procesoarele de aplicații mobile.Module de cameră MIPIse găsesc în mod obișnuit în telefoanele mobile și tablete și acceptă rezoluții de înaltă definiție de peste 5 milioane de pixeli. MIPI este împărțit în MIPI DSI și MIPI CSI, care corespund standardelor de afișare video și respectiv intrare video. În prezent, modulele de cameră MIPI sunt utilizate pe scară largă în alte produse integrate, cum ar fi smartphone-uri, înregistratoare de mașini, camere pentru aplicarea legii, microcamere de înaltă definiție și camere de supraveghere în rețea.
Interfața serială de afișare MIPI (MIPI DSI®) definește o interfață serială de mare viteză între un procesor gazdă și un modul de afișare. Interfața permite producătorilor să integreze afișaje pentru performanțe ridicate, consum redus de energie și interferențe electromagnetice (EMI) reduse, reducând în același timp numărul de pini și menținând compatibilitatea între diferiți furnizori. Proiectanții pot utiliza MIPI DSI pentru a oferi o redare strălucitoare a culorilor pentru cele mai solicitante scenarii de imagine și video și pentru a susține transmiterea conținutului stereoscopic.
MIPI este interfața cea mai utilizată pe piața actuală pentru transmiterea de imagini și video punct-la-punct între camere și dispozitive gazdă. Acest lucru se datorează ușurinței în utilizare a MIPI și capacității sale de a suporta o gamă largă de aplicații de înaltă performanță. De asemenea, este echipat cu funcții puternice, cum ar fi video 1080p, 4K, 8K și peste, precum și imagini de înaltă rezoluție.
Interfața MIPI este o alegere ideală pentru aplicații precum dispozitive de realitate virtuală montate pe cap, aplicații inteligente de trafic, sisteme de recunoaștere a gesturilor, drone, recunoaștere facială, securitate, sisteme de supraveghere etc.
Interfață MIPI CSI-2
Standardul MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation - Interfață serială pentru camera MIPI a 2-a generație) este o interfață de înaltă performanță, rentabilă și ușor de utilizat. MIPI CSI-2 oferă o lățime de bandă maximă de 10 Gb/s cu patru benzi de date de imagine - fiecare bandă fiind capabilă să transfere date de până la 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 este mai rapid decât USB 3.0 și are un protocol fiabil pentru a gestiona videoclipuri de la 1080p la 8K și peste. În plus, datorită costului redus, MIPI CSI-2 are o lățime de bandă netă a imaginii mai mare.
Interfața MIPI CSI-2 utilizează mai puține resurse de la procesor – datorită procesoarelor sale multi-core. Este interfața implicită a camerei pentru Raspberry Pi și Jetson Nano. Modulele de cameră Raspberry Pi V1 și V2 se bazează, de asemenea, pe aceasta.
Limitările interfeței MIPI CSI-2
Chiar dacă este o interfață puternică și populară, MIPI CSI vine cu câteva limitări. De exemplu, camerele MIPI se bazează pe drivere suplimentare pentru a funcționa. Aceasta înseamnă că există suport limitat pentru diferiți senzori de imagine, cu excepția cazului în care producătorii de sisteme integrate insistă cu adevărat asupra acestui lucru!
Avantajele MIPI:
Interfața MIPI are mai puține linii de semnal decât interfața DVP. Deoarece este un semnal diferențial de joasă tensiune, interferențele generate sunt mici, iar capacitatea anti-interferențe este, de asemenea, puternică. 800W utilizează interfața MIPI. Interfața camerei smartphone-ului utilizează MIPI.
Cum funcționează?
De obicei, placa ultracompactă dintr-un sistem de viziune suportă MIPI CSI-2 și funcționează cu o gamă largă de soluții de senzori inteligenți. Mai mult, este compatibilă cu multe plăci CPU diferite.
MIPI CSI-2 acceptă stratul fizic MIPI D-PHY pentru a comunica cu procesorul aplicației sau cu sistemul pe cip (SoC). Poate fi implementat pe oricare dintre cele două straturi fizice: MIPI C-PHY℠ v2.0 sau MIPI D-PHY℠ v2.5. Prin urmare, performanța sa este scalabilă pe linii de comunicație.
Într-o cameră MIPI, senzorul camerei captează și transmite o imagine către gazda CSI-2. Când imaginea este transmisă, aceasta este plasată în memorie sub formă de cadre individuale. Fiecare cadru este transmis prin canale virtuale. Fiecare canal este apoi împărțit în linii - transmise pe rând. Prin urmare, permite transmiterea completă a imaginii de la același senzor de imagine - dar cu fluxuri multiple de pixeli.
MIPI CSI-2 utilizează pachete pentru comunicare care includ funcționalitate de formatare a datelor și cod de corecție a erorilor (ECC). Un singur pachet trece prin stratul D-PHY și apoi se împarte în numărul de benzi de date necesare. D-PHY funcționează în mod de mare viteză și transmite pachetul către receptor prin canal.
Apoi, receptorul CSI-2 este prevăzut cu un strat fizic D-PHY pentru a extrage și decoda pachetul. Procesul se repetă cadru cu cadru de la dispozitivul CSI-2 la gazdă printr-o implementare eficientă și cu costuri reduse.
Interfață USB
Cel/Cea/Cei/CeleInterfață USBtinde să servească drept joncțiune între două sisteme – camera și PC-ul. Deoarece este bine cunoscut pentru capacitățile sale plug-and-play, alegerea interfeței USB implică faptul că puteți spune adio timpilor de dezvoltare și costurilor prelungite și costisitoare pentru interfața de vizualizare încorporată. USB 2.0, versiunea mai veche, are limitări tehnice semnificative. Pe măsură ce tehnologia începe să scadă, o serie de componente ale sale devin incompatibile. Interfețele USB 3.0 și USB 3.1 Gen 1 au fost lansate pentru a depăși limitările interfeței USB 2.0.
Interfața USB 3.0 (și USB 3.1 Gen 1) combină caracteristicile pozitive ale diferitelor interfețe. Acestea includ compatibilitatea plug-and-play și încărcarea redusă a CPU-ului. Standardul industrial de vizualizare al USB 3.0 îi sporește, de asemenea, fiabilitatea pentru camerele de înaltă rezoluție și mare viteză.
Necesită hardware suplimentar minim și acceptă lățime de bandă redusă - până la 40 de megaocteți pe secundă. Are o lățime de bandă maximă de 480 de megaocteți pe secundă. Aceasta este de 10 ori mai rapidă decât USB 2.0 și de 4 ori mai rapidă decât GigE! Capacitățile sale plug-and-play asigură că dispozitivele de viziune încorporate pot fi înlocuite cu ușurință - facilitând înlocuirea unei camere defecte.
Limitările interfeței USB 3.0
Cel mai mare dezavantaj alUSB 3.0Interfața este că nu puteți rula senzori de înaltă rezoluție la viteză mare. Un alt dezavantaj este că puteți utiliza un cablu doar până la o distanță de 5 metri de procesorul gazdă. Deși sunt disponibile cabluri mai lungi, toate sunt echipate cu „amplificatoare”. Cât de bine funcționează aceste cabluri împreună cu camerele industriale trebuie verificat pentru fiecare caz în parte.
Data publicării: 22 martie 2023
