وحدة كاميرا MIPI مقابل وحدة كاميرا USB - فهم الفروقات

تعد واجهات الكاميرات MIPI وUSB من الأنواع الأكثر شيوعًا لتطبيقات الرؤية المدمجة اليوم. وعلى الرغم من تطور تقنية الرؤية المدمجة، يمكن استخدام المزيد والمزيد من الواجهات الجديدة. بالطبع، بناءً على التطبيق، لكل من واجهتي MIPI وUSB مزاياهما وعيوبهما. في هذه المقالة، سنقوم بدراسة عميقة للواجهتين MIPI وUSB ونقدم مقارنة تفصيلية.

ما هو تعريف وحدة كاميرا MIPI؟

وحدة كاميرا MIPI هي جهاز إلكتروني صغير ومدمج يحتوي على مستشعر كاميرا، وعدسة، وواجهة MIPI. إنها وحدة أو نظام كاميرا ينقل الصور من الكاميرا إلى أجهزة مضيفة أخرى عبر بروتوكول واجهة MIPI.

واجهة MIPI

مipi يمثل واجهة معالج صناعة الهواتف المحمولة وهي نوع من المواصفات القياسية لواجهة الأجهزة المحمولة. إنها الواسطة الرئيسية المستخدمة بشكل شائع في السوق اليوم لنقل بيانات الصور بين الكاميرات والأجهزة الأخرى. بطريقة تقنية، من mipi إلى usb.

تتميز واجهة MIPI بسهولة الاستخدام والمرونة، حيث تدعم مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك الفيديو بدقة 1080p و4k و8k والتصوير بدقة عالية. مثالية للاستخدام في تطبيقات الرؤية المدمجة مثل الواقع المعزز/الواقع الافتراضي، أنظمة التعرف على الإيماءات، التعرف على الوجه والمراقبة الأمنية.نظرة عامة شاملة حول ما هي واجهة MIpi؟

كيف تعمل وحدات كاميرا MIPI

تتصل وحدات كاميرا MIPI بالأجهزة الأخرى عبر واجهتي MIPI CSI (واجهة سلسلة الكاميرا) أو DSI (واجهة سلسلة العرض). وتتميز بدقتها العالية وانخفاض استهلاك الطاقة، حيث تُستخدم DSI عادةً لنقل بيانات العرض، بينما تُستخدم CSI لنقل بيانات الصور والفيديو.

واجهة MIPI CSI-2

MIPI CSI-2 (الواجهة المتسلسلة للكاميرا من الجيل الثاني) هي واجهة أكثر كفاءة وسهولة في الاستخدام بناءً على تحسينات MIPI. تحتوي على أربع قنوات بيانات صورة، كل منها يقدم ما يصل إلى 2.5Gb/s من نطاق التردود، بمجموع حدا أقصى لنطاق التردود يبلغ 10Gb/s. من حيث السرعة، فإن MIPI CSI-2 أفضل من USB 3.0.

يوفر MIPI CSI-2 بروتوكولًا موثوقًا لإدارة دقة الفيديو فوق 1080p. بفضل معالجه متعدد النوى، واحد من ميزاته الرئيسية هو استهلاكه القليل للموارد الحاسوبية. إنه الواجهة الافتراضية للأجهزة مثل Raspberry Pi و Jetson Nano، وكلا نسختي V1 وV2 من وحدة كاميرا Raspberry Pi تعتمدان على هذه الواجهة.

قيود MIPI CSI-2

على الرغم من أن واجهة Mipi CSI-2 هي واجهة شائعة اليوم ولها العديد من المزايا، إلا أن هناك بعض القيود. واحدة من أكثرها وضوحًا هي أن كاميرات MIPI غالبًا ما تتطلب برامج تشغيل إضافية، ولا يمكن توفير دعم كامل لمستشعرات الصور بدون دعم قوي من صانع النظام. وهذا يعني أنه ستكون هناك مشاكل في التوافق بين كاميرات MIPI والأجهزة المختلفة.

أنواع مختلفة من وحدات الكاميرا MIPI

بالإضافة إلى وحدة الكاميرا MIPI CSI-2، هناك العديد من أنواع وحدات الكاميرا MIPI الأخرى في السوق، مثل وحدة الكاميرا mipi csi-2، MIPI CSI-3، MIPI CSI-4 وMIPI CSI-5 وما إلى ذلك. من بينها، MIPI CSI-2 هو الأكثر استخدامًا، حيث يدعم 4 قنوات. فيما بعد، تدعم واجهات CSI-3، CSI-4 وCSI-5 8، 16 و32 قناة على التوالي.

ماذا يعني وحدة الكاميرا USB؟

على عكس وحدات الكاميرا MIPI، تُعتبر وحدات الكاميرا USB شائعة بسبب مرونتها وسهولة استخدامها. بفضل طبيعة USB التي تعتمد على الاتصال والتشغيل الفوري، يمكن ربط وحدات الكاميرا USB مباشرة عبر USB من أي جهاز يتم استخدامها منه. تُستخدم وحدات الكاميرا USB ذات السرعة العالية عادةً للاجتماعات المرئية ورؤية الآلات وغير ذلك.

واجهة USB

يُعتبر واجهة الكاميرا USB نقطة اتصال مهمة بين الكاميرا والحاسوب. مع وظيفة الاتصال والتشغيل الفوري، فإنه يبسط عملية الإعداد ويقلل من تكلفة تطوير الرؤية المدمجة. تحتوي usb2.0 على بعض القيود التقنية ومشاكل التوافق مقارنة بالتقنيات الحالية، لذلك تم تقديم usb3.0 وusb3.1 Gen 1 لاحقًا.هناك شيء يجب معرفته حول واجهة الكاميرا USB في المقال السابق.

مبدأ عمل وحدة الكاميرا USB

كما يوحي الاسم، يستخدم وحدة كاميرا USB واجهة كاميرا USB للاتصال بجهاز رئيسي مثل الكمبيوتر أو الجهاز اللوحي، وما إلى ذلك. تصل سرعة نقل البيانات القصوى لواجهة كاميرا USB إلى 480 Mbps، ولديها ميزة الإزالة الساخنة التي تتيح فك وحدة كاميرا USB دون إيقاف تشغيل النظام الرئيسي.

واجهة USB3.0

تم تطوير USB3.0 بشكل أكبر بناءً على USB2.0، مع الحفاظ على خصائصه الأصلية مثل التوصيل والتشغيل والحمل المنخفض على المعالج، مع تحسين كبير في الموثوقية. تحتفظ كل من USB3.0 وUSB3.1 Gen 1 بالخصائص الممتازة للإصدار السابق. الفرقبين USB 2.0 و 3.0 يمكن رؤيته في هذه المقالة.

باستخدام أجهزة إضافية، يمكن لـ USB 3.0 تحقيق معدل نقل يصل إلى 40 ميجابايت في الثانية بمعدل نطاق ترددي قدره 480 ميجابايت. هذا أكثر بعشر مرات من USB 2.0 وأربع مرات أعلى من Gige. ويضمن التوصيل والتشغيل استبدال الكاميرا بسرعة في حالة حدوث مشكلة.

قيود واجهة USB 3.0

نظريًا، لا يوجد واجهة مثالية تمامًا، فلكل واجهة مزاياها وقيودها. نفس الشيء ينطبق على واجهة USB 3.0. لا يدعم USB 3.0 المستشعرات بدقة عالية جدًا، وطول النقل الفعّال له هو فقط 5 أمتار، وعلى الرغم من أنه يمكن تمديده باستخدام التكنولوجيا، إلا أن الحفاظ على موثوقية الأداء أصبح مشكلة كبيرة.

الفروقات الرئيسية بين وحدات الكاميرا MIPI وUSB

1. استهلاك الطاقة:تستهلك وحدات كاميرا MIPI طاقة أقل من وحدات كاميرا USB. واجهة الكاميرا CSI هي واجهة معيارية للموبايل، والكفاءة الطاقية تعتبر أمرًا حاسمًا في هذه الأجهزة. عادةً ما تستهلك كاميرات USB طاقة أكبر، مما قد يكون عيبًا في التطبيقات التي تتطلب تزود بالطاقة وتكون حساسة للطاقة.
2. سرعات النقل:عادةً ما تقدم وحدات كاميرا MIPI سرعات نقل بيانات أعلى. يمكن لقنوات MIPI CSI-2 الأربعة تسليم 2.5 جيجابت في الثانية لكل منها، بينما تكون وحدات الكاميرا USB السريعة محدودة بمعيار USB (USB 2.0 أو USB 3.0).
3. التوافق:استخدام وحدة التحكم بالكاميرا عبر منفذ USB يوفر توافقًا أفضل. معيار USB منتشر بشكل كبير، ويمكن من خلال واجهة الكاميرا USB ربط الكاميرا مع مجموعة متنوعة من الأجهزة دون مشاكل. أما MIPI فيحتاج إلى واجهة أجهزة محددة، وهو ما يمثل تحديًا للمطورين الذين ليس لديهم خبرة كافية بمعيار MIPI.
4. جودة الصورة وكفاءة المعالجة:فيما يتعلق بجودة الصورة ومعالجتها، فإن كاميرات MIPI CSI أفضل لأنها متصلة مباشرة بمُعالج الإشارة الصورية (ISP)، مما يعزز التزامن ويقلل من التأخير، وبالتالي يحسن جودة الصورة. قد تعاني كاميرات USB من مشاكل التأخير، خاصة إذا لم يتم تحسين ISP بشكل جيد للتعامل مع تدفق البيانات عبر USB.

هنا، سأقدم تحليلًا مختصرًا لكل من واجهتي MIPI CSI-2 وUSB 3.0 على شكل جدول:

الخاتمة

بالمجمل، واجهتا USB و MIPI للكاميرا لديهما نقاط قوة وقيودهما الخاصة. عند اختيارنا بينهما، نحتاج إلى أخذ الاحتياجات الفعلية والميزانية والصعوبات التقنية في الاعتبار. ومن خلال هذه المقالة، آمل أن يكون لدينا جميعًا فهم عام حول USB وMIPI، وأتمنى أن يساعدك هذا.

شركة تصنيع وحدات الكاميرا - Sinoseen

لدى Sinoseen خبرة تمتد لـ 16 عامًا في صناعة وحدات الكاميرا، مع دعم التخصيص للمنتجات التي تحتوي على واجهات مختلفة وللاستخدام في مجالات متعددة. تدعم جميع منتجات وحدات الكاميرا التخصيص OEM/ODM.

بناءً على السمعة والأمانة، نقدم لعملائنا الخدمة الأكثر صدقًا بسعر عادل وجودة ممتازة. نرغب في العمل مع الأشخاص الذين يشاركوننا نفس القيم وإقامة شراكات طويلة الأمد.

النظام الكهربائيوحدة كاميرا Sinoseenستكون واحدة من الخيارات الأولى لديك لتطبيقات الرؤية المدمجة.