MIPI Kamera mı, USB Kamera mı?
Son birkaç yıldır, gömülü görüntüleme, moda bir terim olmaktan çıkıp endüstriyel, tıbbi, perakende, eğlence ve tarım sektörlerinde yaygın olarak kullanılan bir teknolojiye dönüştü. Evriminin her aşamasında, gömülü görüntüleme, seçilebilecek kamera arayüzlerinin sayısında önemli bir artış sağladı. Bununla birlikte, teknolojik ilerlemelere rağmen, MIPI ve USB arayüzleri, gömülü görüntüleme uygulamalarının büyük çoğunluğu için en popüler iki tür olmaya devam etti.
MIPI Arayüzü
MIPI (Mobile Industry Processor Interface), mobil uygulama işlemcileri için MIPI Alliance tarafından başlatılan açık bir standart ve spesifikasyondur.MIPI kamera modülleriGenellikle cep telefonlarında ve tabletlerde bulunan MIPI, 5 milyondan fazla piksel yüksek çözünürlüğü destekler. MIPI, sırasıyla video görüntüleme ve video giriş standartlarına karşılık gelen MIPI DSI ve MIPI CSI olmak üzere ikiye ayrılır. Şu anda MIPI kamera modülleri, akıllı telefonlar, araç içi kayıt cihazları, kolluk kuvvetleri kameraları, yüksek çözünürlüklü mikro kameralar ve ağ gözetim kameraları gibi diğer gömülü ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
MIPI Ekran Seri Arayüzü (MIPI DSI ® ), bir ana işlemci ile bir ekran modülü arasında yüksek hızlı bir seri arayüz tanımlar. Bu arayüz, üreticilerin yüksek performans, düşük güç tüketimi ve düşük elektromanyetik girişim (EMI) için ekranları entegre etmelerini sağlarken, pin sayısını azaltır ve farklı tedarikçiler arasında uyumluluğu korur. Tasarımcılar, MIPI DSI'yi en zorlu görüntü ve video senaryoları için mükemmel renk oluşturma sağlamak ve stereoskopik içeriğin iletimini desteklemek için kullanabilirler.
MIPI, günümüzde kameralar ve ana cihazlar arasında noktadan noktaya görüntü ve video iletimi için en yaygın kullanılan arayüzdür. Bunun nedeni, MIPI'nin kullanım kolaylığı ve çok çeşitli yüksek performanslı uygulamaları destekleme yeteneğidir. Ayrıca 1080p, 4K, 8K ve ötesi video ve yüksek çözünürlüklü görüntüleme gibi güçlü özelliklerle donatılmıştır.
MIPI arayüzü, başa takılan sanal gerçeklik cihazları, akıllı trafik uygulamaları, jest tanıma sistemleri, dronlar, yüz tanıma, güvenlik, gözetim sistemleri vb. uygulamalar için ideal bir seçimdir.
MIPI CSI-2 Arayüzü
MIPI CSI-2 (MIPI Kamera Seri Arayüzü 2. Nesil) standardı, yüksek performanslı, uygun maliyetli ve kullanımı kolay bir arayüzdür. MIPI CSI-2, her biri 2,5 Gb/s'ye kadar veri aktarabilen dört görüntü veri hattıyla maksimum 10 Gb/s bant genişliği sunar. MIPI CSI-2, USB 3.0'dan daha hızlıdır ve 1080p'den 8K'ya ve ötesine kadar video işleme için güvenilir bir protokole sahiptir. Ayrıca, düşük ek yükü sayesinde MIPI CSI-2, daha yüksek net görüntü bant genişliğine sahiptir.
MIPI CSI-2 arayüzü, çok çekirdekli işlemcileri sayesinde CPU'dan daha az kaynak kullanır. Raspberry Pi ve Jetson Nano için varsayılan kamera arayüzüdür. Raspberry Pi kamera modülü V1 ve V2 de bu arayüzü temel almaktadır.
MIPI CSI-2 Arayüzünün Sınırlamaları
Güçlü ve popüler bir arayüz olmasına rağmen, MIPI CSI'nin bazı sınırlamaları da vardır. Örneğin, MIPI kameralar çalışmak için ek sürücülere ihtiyaç duyar. Bu, gömülü sistem üreticileri gerçekten çaba göstermedikçe, farklı görüntü sensörleri için sınırlı destek olduğu anlamına gelir!
MIPI'nin Avantajları:
MIPI arayüzü, DVP arayüzüne göre daha az sinyal hattına sahiptir. Düşük voltajlı diferansiyel sinyal olduğu için, oluşan parazit azdır ve parazit önleme yeteneği de güçlüdür. 800W ve üzeri tüm cihazlar MIPI arayüzünü kullanır. Akıllı telefon kamera arayüzü de MIPI kullanır.
Nasıl çalışıyor?
Tipik olarak, bir görüntüleme sistemindeki ultra kompakt kart, MIPI CSI-2'yi destekler ve çok çeşitli akıllı sensör çözümleriyle çalışır. Dahası, birçok farklı CPU kartıyla uyumludur.
MIPI CSI-2, uygulama işlemcisi veya Çip Üzerinde Sistem (SoC) ile iletişim kurmak için MIPI D-PHY fiziksel katmanını destekler. İki fiziksel katmandan birinde uygulanabilir: MIPI C-PHY℠ v2.0 veya MIPI D-PHY℠ v2.5. Bu nedenle, performansı şerit ölçeklenebilirdir.
MIPI kameralarda, kamera sensörü bir görüntü yakalar ve CSI-2 ana bilgisayarına iletir. Görüntü iletilirken, belleğe ayrı ayrı kareler halinde yerleştirilir. Her kare sanal kanallar üzerinden iletilir. Her kanal daha sonra satırlara bölünür ve tek tek iletilir. Bu nedenle, aynı görüntü sensöründen tam görüntü iletimine olanak tanır, ancak birden fazla piksel akışı ile.
MIPI CSI-2, veri formatı ve hata düzeltme kodu (ECC) işlevselliğini içeren paketleri iletişim için kullanır. Tek bir paket D-PHY katmanından geçer ve ardından gerekli sayıda veri şeridine bölünür. D-PHY yüksek hızlı modda çalışır ve paketi kanal üzerinden alıcıya iletir.
Ardından, CSI-2 alıcısına paketi ayıklamak ve kodunu çözmek için D-PHY fiziksel katmanı sağlanır. Bu işlem, verimli ve düşük maliyetli bir uygulama aracılığıyla CSI-2 cihazından ana bilgisayara kare kare tekrarlanır.
USB Arayüzü
OUSB arayüzüGenellikle iki sistem – kamera ve bilgisayar – arasında bağlantı noktası görevi görür. Tak ve çalıştır özellikleriyle tanındığı için, USB arayüzünü seçmek, gömülü görüntü işleme arayüzünüz için pahalı, uzun geliştirme sürelerine ve maliyetlerine veda edebileceğiniz anlamına gelir. Eski sürüm olan USB 2.0'ın önemli teknik sınırlamaları vardır. Teknoloji azalmaya başladıkça, bileşenlerinin birçoğu uyumsuz hale gelir. USB 3.0 ve USB 3.1 Gen 1 arayüzleri, USB 2.0 arayüzünün sınırlamalarının üstesinden gelmek için piyasaya sürüldü.
USB 3.0 (ve USB 3.1 Gen 1) arayüzü, farklı arayüzlerin olumlu özelliklerini bir araya getiriyor. Bunlar arasında tak ve çalıştır uyumluluğu ve düşük CPU yükü yer alıyor. USB 3.0'ın görüntü işleme endüstri standardı olması, yüksek çözünürlüklü ve yüksek hızlı kameralar için güvenilirliğini de artırıyor.
Minimum düzeyde ek donanım gerektirir ve saniyede 40 megabayta kadar düşük bant genişliğini destekler. Maksimum bant genişliği saniyede 480 megabayttır. Bu, USB 2.0'dan 10 kat ve GigE'den 4 kat daha hızlıdır! Tak ve çalıştır özellikleri, gömülü görüntüleme cihazlarının kolayca değiştirilebilmesini sağlar; bu da hasarlı bir kameranın değiştirilmesini kolaylaştırır.
USB 3.0 Arayüzünün Sınırlamaları
En büyük dezavantajı şudur:USB 3.0Arayüzün dezavantajı, yüksek çözünürlüklü sensörleri yüksek hızda çalıştıramamanızdır. Bir diğer dezavantajı ise, ana işlemciden en fazla 5 metre mesafeye kadar kablo kullanabilmenizdir. Daha uzun kablolar mevcut olsa da, bunların tümü "güçlendirici" ile donatılmıştır. Bu kabloların endüstriyel kameralarla ne kadar iyi çalıştığı her bir durum için ayrı ayrı kontrol edilmelidir.
Yayın tarihi: 22 Mart 2023
