Выбор наиболее подходящего интерфейса зависит от многих факторов. И MIPI, и USB остаются двумя наиболее популярными интерфейсами для камер. Погрузитесь в мир интерфейсов MIPI и USB и получите подробное сравнение их характеристик.
За последние несколько лет встроенное машинное зрение превратилось из модного термина в широко распространенную технологию, используемую в промышленности, медицине, розничной торговле, индустрии развлечений и сельском хозяйстве. На каждом этапе своего развития встроенное машинное зрение обеспечивало значительный рост числа доступных интерфейсов камер. Однако, несмотря на технологические достижения, интерфейсы MIPI и USB остаются двумя наиболее популярными типами для большинства приложений встроенного машинного зрения.
Выбор наиболее подходящего интерфейса зависит от многих факторов, таких как требования к частоте кадров/пропускной способности, разрешение, надежность передачи данных, длина кабеля, сложность и, конечно же, общая стоимость. В этой статье мы подробно рассмотрим оба интерфейса, чтобы лучше понять их возможности и ограничения.
Модуль камеры 720P
Более подробный анализ интерфейсов MIPI и USB.
Камера MIPI — это не что иное, какмодуль камерыили система, использующая интерфейс MIPI для передачи изображений с камеры на хост-платформу. В отличие от этого, USB-камера использует интерфейс USB для передачи данных. Теперь давайте разберемся в различных типах интерфейсов MIPI и USB и в областях их применения.
Интерфейс MIPI
MIPI — наиболее распространенный на современном рынке интерфейс для прямой передачи изображений и видео между камерами и хост-устройствами. Это объясняется простотой использования MIPI и его способностью поддерживать широкий спектр высокопроизводительных приложений. Он также обладает мощными функциями, такими как видео 1080p, 4K, 8K и выше, а также изображения высокого разрешения.
Интерфейс MIPI идеально подходит для таких приложений, как шлемы виртуальной реальности, интеллектуальные системы управления дорожным движением, системы распознавания жестов, дроны, системы распознавания лиц, системы безопасности и видеонаблюдения и т. д.
Интерфейс MIPI CSI-2
Стандарт MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) — это высокопроизводительный, экономичный и простой в использовании интерфейс. MIPI CSI-2 обеспечивает максимальную пропускную способность 10 Гбит/с с четырьмя линиями передачи данных изображения — каждая линия способна передавать данные со скоростью до 2,5 Гбит/с. MIPI CSI-2 быстрее, чем USB 3.0, и имеет надежный протокол для обработки видео от 1080p до 8K и выше. Кроме того, благодаря низким накладным расходам, MIPI CSI-2 имеет более высокую чистую пропускную способность изображения.
Интерфейс MIPI CSI-2 использует меньше ресурсов центрального процессора благодаря многоядерным процессорам. Это стандартный интерфейс камеры для Raspberry Pi и Jetson Nano. На его основе также созданы модули камер Raspberry Pi V1 и V2.
5-мегапиксельный USB-модуль камеры
Ограничения интерфейса MIPI CSI-2
Несмотря на то, что MIPI CSI — это мощный и популярный интерфейс, он имеет ряд ограничений. Например, для работы камер MIPI требуются дополнительные драйверы. Это означает, что поддержка различных датчиков изображения ограничена, если только производители встраиваемых систем не будут прилагать к этому значительные усилия!
USB-интерфейс
Интерфейс USB обычно служит связующим звеном между двумя системами — камерой и ПК. Благодаря своей простоте использования (plug-and-play), выбор интерфейса USB позволяет попрощаться с дорогостоящими и длительными сроками разработки интерфейса для встроенных систем машинного зрения. USB 2.0, более старая версия, имеет существенные технические ограничения. По мере развития технологии ряд её компонентов становятся несовместимыми. Интерфейсы USB 3.0 и USB 3.1 Gen 1 были разработаны для преодоления ограничений интерфейса USB 2.0.
>> Приобрести наши USB-модули для камер можно здесь
Интерфейс USB 3.0
Интерфейс USB 3.0 (и USB 3.1 Gen 1) сочетает в себе преимущества различных интерфейсов. К ним относятся совместимость по принципу Plug-and-Play и низкая нагрузка на процессор. Промышленный стандарт USB 3.0 также повышает его надежность для камер высокого разрешения и высокой скорости передачи данных.
Для его работы требуется минимальное количество дополнительного оборудования, и он поддерживает низкую пропускную способность — до 40 мегабайт в секунду. Максимальная пропускная способность составляет 480 мегабайт в секунду. Это в 10 раз быстрее, чем USB 2.0, и в 4 раза быстрее, чем GigE! Благодаря возможности подключения по принципу «подключи и работай» встроенные устройства машинного зрения можно легко заменять, что упрощает замену поврежденной камеры.
Ограничения интерфейса USB 3.0
Самый большой недостаток интерфейса USB 3.0 заключается в невозможности работы с датчиками высокого разрешения на высоких скоростях. Еще один минус — возможность использования кабеля на расстоянии до 5 метров от процессора. Хотя существуют и более длинные кабели, все они оснащены «усилителями». Насколько хорошо эти кабели работают совместно с промышленными камерами, необходимо проверять в каждом конкретном случае.
MIPI-камера против USB-камеры – сравнение характеристик по пунктам
| Функции | USB 3.0 | MIPI CSI-2 |
| Доступность на SoC | На высокопроизводительных SoC | Много (обычно доступно 6 полос) |
| Пропускная способность | 400 МБ/с | 320 МБ/с/полоса 1280 МБ/с (с 4 полосами)* |
| Длина кабеля | < 5 метров | <30 см |
| Требования к пространству | Высокий | Низкий |
| Подключи и работай | Поддерживается | Не поддерживается |
| Затраты на разработку | Низкий | Средний до высокого |
Мыпоставщик модулей USB-камерыЕсли вас заинтересовала наша продукция, пожалуйста,Свяжитесь с нами прямо сейчас!
Дата публикации: 20 ноября 2022 г.
