GMSL vs. cámaras MIPI: ¿por qué son mejores las cámaras GMSL?

Para sistemas de visión embebida, como los del sector automotriz, la robótica y las ciudades inteligentes, se requieren interfaces de cámara de alta velocidad y ancho de banda para procesar y transmitir grandes cantidades de datos de video de alta resolución. Aunque las interfaces de cámara tradicionales, como Mipi CSI-2 , USB 3.0 y GigE, aún funcionan bien en algunas aplicaciones, no son suficientes para aplicaciones que requieren velocidades de transmisión de datos más altas y mayores distancias, y lo mismo ocurre con Ethernet y CAN, que aunque se utilizan más a menudo en automóviles, no cumplen con los requisitos para transmitir grandes cantidades de datos de video digital de alta resolución a alta velocidad.

Con el avance de la tecnología, la solución correspondiente surgió. La tecnología Serializer/Deserializer (SerDes), con su transmisión de datos de alta velocidad, soporte para largas distancias y excelente rendimiento, se destaca en aplicaciones de comunicación de datos, telecomunicaciones y otras. Esta tecnología de enlace serial funciona de manera confiable en entornos industriales y al aire libre adversos, transfiriendo datos rápidamente con baja latencia. La aplicación principal de la tecnología SerDes es minimizar el número de pines de entrada/salida y conexiones proporcionando transmisión de datos a través de un solo cable coaxial o par diferencial.

Las cámaras Gigabit Multimedia Serial Link™ (GMSL) utilizan la tecnología GMSL y GMSL2, una tecnología SerDes que transmite video de alta velocidad, datos de control bidireccionales y energía a través de un solo cable coaxial. A continuación, examinamos más de cerca las diferencias entre la interfaz GMSL y las interfaces de cámara MIPI tradicionales y analizamos sus competencias principales.

¿Qué es la interfaz GMSL?

La interfaz Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) es un protocolo de comunicación serial diseñado para la transferencia de datos de alta velocidad, que proporciona video de alta velocidad y alta resolución, así como energía y datos de control bidireccionales para robótica y Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor (ADAS), con las características de una interfaz multipropósito y de bajo consumo.

La tecnología GMSL convierte los datos en un flujo serial en el lado del transmisor a través de un serializador y convierte el flujo serial de vuelta a datos paralelos en el lado del receptor a través de un deserializador para su procesamiento posterior. Este eficiente método de transferencia de datos es capaz de transmitir datos de video a velocidades de hasta 6 gigabits por segundo (Gb/s).

La familia de interfaces GMSL incluye serializadores y deserializadores para diferentes interfaces como HDMI, CSI-2, DSI, DSI asimétrico, eDP, oLDI y GMSL1/GMSL2 simple/doble/cuádruple, los cuales pueden ser utilizados tanto en la entrada como en la salida. La interfaz GMSL está diseñada para permitir la transmisión de datos a través de un solo cable coaxial o un par diferencial de cables (por ejemplo, STP, SPP, etc.). La interfaz GMSL está diseñada para permitir que los datos se transmitan por un solo cable coaxial o un par diferencial de cables (p. ej., STP, SPP, etc.), reduciendo así el número de pines de entrada/salida e interconexiones mientras se mantiene la integridad de los datos y una baja latencia. Hemos presentado la cámara GMSL antes, los interesados pueden verla. este artículo .

Una introducción a la interfaz de cámara MIPI

MIPI (Mobile Industry Processor Interface) es un protocolo de comunicación serial de alta velocidad diseñado para dispositivos móviles y utilizado principalmente en dispositivos como smartphones. La interfaz MIPI abarca una variedad de tipos de interfaces estándar, incluido MIPI CSI-2, que es una interfaz diseñada específicamente para cámaras con el fin de transferir datos de imágenes y video entre módulo de cámara y otras computadoras host. La capacidad de transferencia altamente eficiente de MIPI CSI-2 puede proporcionar un ancho de banda máximo de 6Gb por segundo, con velocidades de transmisión reales de hasta 5Gb/s.

Las múltiples líneas de datos de alta velocidad de MIPI CSI-25 están diseñadas para conectar el sensor de imagen con la placa base incrustada, permitiendo el control y procesamiento de datos de imagen para formar un sistema de sinergia completa de captura de imágenes. Sin embargo, la longitud estándar de conexión de MIPI CSI-2 está limitada a 30CM, lo que limita considerablemente la flexibilidad en ciertos escenarios.

Ventajas de la interfaz GMSL sobre las interfaces de cámara MIPI

1. Distancia de transmisión: La tecnología GMSL SerDes admite una distancia de transmisión de 15M, lo que es una ventaja abrumadora en comparación con los 30CM de la interfaz MIPI CSI-2.
2. Rendimiento de EMI/EMC: La interfaz GMSL mejora el rendimiento de EMI del enlace a través de salidas programables y capacidades de espectro expandido, y no requiere un reloj de espectro expandido externo. GMSL está diseñado para controlar la tolerancia EMC del canal con un modo de inmunidad alta (HIM) para mejorar la fiabilidad de las cámaras de seguridad.
3. Solicitud Automática de Retransmisión (ARQ): GMSL utiliza el método ARQ para garantizar la fiabilidad de la transmisión de datos. La precisión de los datos se asegura mediante la retransmisión automática cuando se aceptan datos. En GMSL2, ARQ se utiliza junto con Controles de Redundancia Cíclica (CRC) para detectar si un paquete ha sido recibido o no, lo que mejora la robustez de las funciones críticas de control del sistema.
4. Compatibilidad con versiones anteriores: La interfaz GMSL admite compatibilidad hacia atrás, permitiendo que las versiones más recientes operen en interfaces anteriores, aunque con limitaciones.
5. Soporte de Canal Virtual: El soporte de canal virtual permite que la arquitectura SerDes implemente la captura de múltiples cámaras. El deserializador GMSL puede admitir hasta 16 canales virtuales, y los canales virtuales también son compatibles con MIPI CSI-2 y CSI-3.
6. Plataformas Compatibles: La cámara GMSL proporciona soporte listo para usar con los kits de desarrollo NVIDIA® Jetson™ y las plataformas Rogue, Rudi-AGX y Rudi NX de Connect Tech, que se basan en el Jetson Xavier™ NX, para acelerar la prototipización e implementación de productos de visión.

Conclusión

En cuanto a los resultados, aunque la interfaz de cámara más utilizada hoy en día es la interfaz de cámara USB, en la mayoría de los casos, GMSL es definitivamente la interfaz de cámara preferida para sistemas de visión incrustada como robótica, ADAS, sistemas de transporte inteligente, etc. La interfaz de cámara GMSL ofrece un mejor soporte para dominios específicos gracias a esta mayor distancia de transmisión y datos de video e imagen de alta resolución estables. soporte de aplicaciones.

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