In de afgelopen jaren is embedded vision geëvolueerd van een modewoord tot een algemeen aanvaarde technologie die wordt gebruikt in industriële, medische, detailhandel, amusement en agrarische sectoren. Bij elke fase van zijn evolutie heeft embedded vision gezorgd voor een aanzienlijke groei van het aantal beschikbare camera-interfaces om uit te kiezen. Ondanks de technologische vooruitgang zijn MIPI- en USB-interfaces echter nog steeds de twee meest populaire typen voor de meeste embedded vision-toepassingen.

De selectie van een best passende interface hangt af van vele factoren, zoals framesnelheid/bandbreedte-eisen, resolutie, betrouwbaarheid van gegevensoverdracht, kabellengte, complexiteit en – natuurlijk – de totale kosten. In dit artikel bekijken we beide interfaces in detail om hun mogelijkheden en beperkingen beter te begrijpen.

Een diepere kijk op MIPI- en USB-interfaces

Een MIPI-camera is niets anders dan een cameramodule of systeem dat een MIPI-interface gebruikt om beelden van de camera naar het hostplatform over te brengen. Ter vergelijking: een USB-camera gebruikt een USB-interface voor gegevensoverdracht. Laten we nu eens kijken naar de verschillende soorten MIPI- en USB-interfaces en waar ze worden gebruikt.

MIPI-interface

MIPI is de meest gebruikte interface in de huidige markt voor point-to-point beeld- en videotransmissie tussen camera's en hostapparaten. Het kan worden toegeschreven aan het gebruiksgemak van MIPI en het vermogen om een ​​breed scala aan krachtige toepassingen te ondersteunen. Het is ook uitgerust met krachtige functies zoals 1080p, 4K, 8K en meer video en beeldvorming met hoge resolutie.

MIPI-interface is een ideale keuze voor toepassingen zoals op het hoofd gemonteerde virtual reality-apparaten, slimme verkeerstoepassingen, gebarenherkenningssystemen, drones, gezichtsherkenning, beveiliging, bewakingssystemen, enz.

MIPI CSI-2-interface

MIPI CSI-2-interface

MIPI CSI-2-interface

MIPI CSI-2-interface

MIPI CSI-2-interface

MIPI CSI-2-interface

De MIPI CSI-2-standaard (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) is een hoogwaardige, kosteneffectieve en gebruiksvriendelijke interface. MIPI CSI-2 biedt een maximale bandbreedte van 10 Gb/s met vier rijen voor beeldgegevens – elke rij kan gegevens tot 2,5 Gb/s overdragen. MIPI CSI-2 is sneller dan USB 3.0 en heeft een betrouwbaar protocol om video van 1080p tot 8K en hoger te verwerken. Bovendien heeft MIPI CSI-2 vanwege de lage overhead een hogere netto beeldbandbreedte.

De MIPI CSI-2-interface gebruikt minder bronnen van de CPU dankzij de multi-coreprocessors. Het is de standaard camera-interface voor Raspberry Pi en Jetson Nano. De Raspberry Pi-cameramodule V1 en V2 zijn er ook op gebaseerd.

Beperkingen van de MIPI CSI-2-interface

Hoewel het een krachtige en populaire interface is, heeft MIPI CSI een paar beperkingen. MIPI-camera's zijn bijvoorbeeld afhankelijk van extra stuurprogramma's om te werken. Dit betekent dat er beperkte ondersteuning is voor verschillende beeldsensoren, tenzij fabrikanten van embedded systemen er echt op aandringen!

Voor meer informatie over MIPI-camera's en hoe ze werken, kijk eens naar Wat is een MIPI-camera? Hoe werkt de MIPI-camera?

USB-interface

De USB-interface heeft de neiging om te dienen als de verbinding tussen twee systemen: de camera en de pc. Omdat het bekend staat om zijn plug-and-play-mogelijkheden, betekent het kiezen van de USB-interface dat u afscheid kunt nemen van dure, langdurige ontwikkeltijden en kosten voor uw embedded vision-interface. USB 2.0, de oudere versie, heeft aanzienlijke technische beperkingen. Naarmate de technologie begint af te nemen, worden een aantal componenten incompatibel. USB 3.0 en de USB 3.1 Gen 1-interfaces werden gelanceerd om de beperkingen van de USB 2.0-interface te overwinnen.

USB 3.0-interface

De USB 3.0 (en USB 3.1 Gen 1) interface combineert de positieve eigenschappen van verschillende interfaces. Deze omvatten plug-and-play-compatibiliteit en lage CPU-belasting. De industriële vision-standaard van USB 3.0 verhoogt ook de betrouwbaarheid voor camera's met hoge resolutie en hoge snelheid.

Het vereist minimale extra hardware en ondersteunt lage bandbreedte – tot 40 megabyte per seconde. Het heeft een maximale bandbreedte van 480 megabyte per seconde. Dit is 10 keer sneller dan USB 2.0 en 4 keer sneller dan GigE! De plug-and-play-mogelijkheden zorgen ervoor dat embedded vision-apparaten gemakkelijk kunnen worden verwisseld, waardoor het gemakkelijk is om een ​​beschadigde camera te vervangen.

Beperkingen van de USB 3.0-interface

Het grootste nadeel van de USB 3.0-interface is dat je geen sensoren met hoge resolutie op hoge snelheid kunt gebruiken. Een ander nadeel is dat je een kabel maar tot een afstand van 5 meter van de hostprocessor kunt gebruiken. Hoewel er langere kabels beschikbaar zijn, zijn ze allemaal uitgerust met “boosters”. Hoe goed deze kabels samenwerken met industriële camera's moet voor elk afzonderlijk geval worden gecontroleerd.

MIPI-camera versus USB-camera – een functie-voor-functievergelijking

Nu we begrijpen wat elk van de twee interfaces is, laten we een functie-voor-functievergelijking van MIPI en USB doen in de onderstaande tabel:

< /tr>

Kenmerken USB 3.0 MIPI CSI- 2
Beschikbaarheid op SoC Op geavanceerde SoC's Veel (meestal 6 banen beschikbaar)
Bandbreedte 400 MB/s 320 MB/s/baan 1280 MB/s (met 4 banen)*
Kabellengte < 5 meter <30 cm
Ruimtevereisten Hoog Laag
Plug-and-play Ondersteund Niet ondersteund
Ontwikkelingskosten Laag Gemiddeld tot Hoog
  • – Maximale bandbreedte met MIPI-CSI2/MIPI D-PHY® v1.2 gebruikt in NVIDIA Jetson AGX Xavier Platform

GMSL is een andere populaire interface die wordt gebruikt als alternatief voor MIPI en USB, meestal wanneer de beeldgegevens moeten worden overgebracht naar een afstand van meer dan 3 meter. Om te begrijpen hoe een MIPI-camera zich verhoudt tot een GMSL-camera, bekijk GMSL-camera over MIPI-camera.

Om te leren hoe u een interface voor uw embedded vision-systeem kiest, gaat u naar Hoe u de juiste interface kiest voor een embedded vision systeem.

Verwante camera's

  • MIPI CSI-2 cameramodules
  • See3CAM – USB 3.0-camera's
  • USB 2.0-camera's< /li>

Conclusie

Een camera-interface vertegenwoordigt een maak- of breekmoment voor embedded vision-toepassingen. Daarom is het kiezen van de juiste interface tussen MIPI en USB een cruciale beslissing. Hoewel er enkele embedded vision-applicaties zijn waar noch MIPI noch USB geschikt zijn, zal in de meeste gevallen een van hen voldoende zijn. Het kiezen van de best passende interface hangt af van de functieset die vereist is voor uw embedded apparaat.

Prabu Kumar
Chief Technology Officer en Head of Camera Products, e-con Systems

0

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *