GMSL vs. caméras MIPI : pourquoi les caméras GMSL sont-elles meilleures ?

Pour les systèmes de vision embarquée tels que l'automobile, la robotique et les villes intelligentes, des interfaces caméra à haut débit et haute vitesse sont nécessaires pour traiter et transmettre de grandes quantités de données vidéo en haute résolution. Bien que les interfaces caméra traditionnelles, telles que MIPI CSI-2 , USB 3.0 et GigE, fonctionnent toujours bien dans certaines applications, elles ne sont pas suffisantes pour les applications nécessitant des vitesses de transmission de données plus élevées et des distances plus grandes, et c'est également le cas pour l'Ethernet et le CAN, qui, bien qu'utilisés plus fréquemment dans les automobiles, ne répondent pas aux exigences de transmission de grandes quantités de données vidéo numériques en haute résolution à grande vitesse.

Avec l'avancée de la technologie, la solution correspondante est apparue. La technologie Serializer/Deserializer (SerDes), avec sa transmission de données à haute vitesse, son support sur de longues distances et ses excellentes performances, s'est distinguée dans les applications de communication de données et de télécommunications. Cette technologie de lien série fonctionne de manière fiable dans des environnements industriels et extérieurs difficiles, transférant des données rapidement avec une faible latence. L'application principale de la technologie SerDes consiste à minimiser le nombre de broches d'entrée/sortie et d'interconnexions en fournissant une transmission de données sur un seul câble coaxial ou un câble différentiel.

Les caméras Gigabit Multimedia Serial Link™ (GMSL) utilisent la technologie GMSL et GMSL2, une technologie SerDes qui transmet des vidéos à haute vitesse, des données de contrôle bidirectionnelles et de l'énergie via un seul câble coaxial. Ci-dessous, nous examinons de plus près les différences entre l'interface GMSL et les interfaces de caméra MIPI traditionnelles et analysons leurs compétences principales.

Qu'est-ce que l'interface GMSL ?

L'interface Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) est un protocole de communication sériel conçu pour le transfert de données à haute vitesse, fournissant une vidéo haute vitesse et haute résolution ainsi que de l'énergie et des données de contrôle bidirectionnelles pour la robotique et les systèmes d'assistance à la conduite avancés (ADAS), avec les caractéristiques d'une interface multi-usage et à faible consommation d'énergie.

La technologie GMSL convertit les données en un flux sériel du côté de l'émetteur via un sérialiseur et reconvertit le flux sériel en données parallèles du côté du récepteur via un désérialiseur pour un traitement ultérieur. Cette méthode efficace de transfert de données est capable de transmettre des données vidéo à des vitesses allant jusqu'à 6 gigabits par seconde (Gb/s).

La famille d'interfaces GMSL inclut des sérialiseurs et désérialiseurs pour différentes interfaces telles qu'HDMI, CSI-2, DSI, DSI asymétrique, eDP, oLDI et GMSL1/GMSL2 simple/double/quadruple, qui peuvent être utilisés soit en entrée soit en sortie. L'interface GMSL est conçue pour permettre la transmission de données sur un câble coaxial unique ou un couple de câbles différentiels (par exemple, STP, SPP, etc.). L'interface GMSL est conçue pour permettre la transmission de données sur un câble coaxial unique ou un câble différentiel (par ex., STP, SPP, etc.), réduisant ainsi le nombre de broches d'entrée/sortie et d'interconnexions tout en maintenant l'intégrité des données et une faible latence. Nous avons déjà présenté la caméra GMSL auparavant, les intéressés peuvent consulter cet article .

Introduction à l'interface MIPI pour caméra

MIPI (Mobile Industry Processor Interface) est un protocole de communication série haute vitesse conçu pour les appareils mobiles et utilisé principalement dans des dispositifs tels que les smartphones. L'interface MIPI englobe une variété de types d'interfaces standards, y compris MIPI CSI-2, qui est une interface conçue spécifiquement pour les caméras afin de transférer des données d'images et de vidéos entre le module de caméra et d'autres ordinateurs hôtes. La capacité de transfert efficace de MIPI CSI-2 peut fournir une bande passante maximale de 6Gb par seconde, avec des débits réels allant jusqu'à 5Gb/s.

Les multiples lignes de données haute vitesse de MIPI CSI-25 sont conçues pour connecter le capteur d'image à la carte mère embarquée, permettant le contrôle et le traitement des données d'image pour former un système complet de synergie de capture d'image. Cependant, la longueur standard de connexion MIPI CSI-2 est limitée à 30CM, ce qui restreint considérablement la flexibilité dans certaines situations.

Avantages de l'interface GMSL par rapport aux interfaces caméra MIPI

1. Distance de transmission : La technologie GMSL SerDes prend en charge une distance de transmission de 15 mètres, ce qui constitue un avantage écrasant par rapport aux 30 cm de l'interface MIPI CSI-2.
2. Performance EMI/EMC : L'interface GMSL améliore les performances EMI du lien grâce à des sorties programmables et des capacités de spectre étalé, et ne nécessite pas d'horloge externe à spectre étalé. GMSL est conçu pour contrôler la tolérance EMC du canal avec le mode haute immunité (HIM), ce qui renforce la fiabilité des caméras de sécurité.
3. Demande de retransmission automatique (ARQ) : GMSL utilise la méthode ARQ pour garantir la fiabilité de la transmission de données. La précision des données est assurée par une retransmission automatique lors de la réception des données. Dans GMSL2, ARQ est utilisé conjointement avec les Vérifications de Redondance Cyclique (CRC) pour détecter si un paquet a été reçu ou non, ce qui améliore la robustesse des fonctions de contrôle critiques du système.
4. Compatibilité descendante : L'interface GMSL prend en charge la compatibilité descendante, permettant aux versions plus récentes de fonctionner sur des interfaces plus anciennes, bien que avec certaines limitations.
5. Prise en charge des canaux virtuels : La prise en charge des canaux virtuels permet à l'architecture SerDes de mettre en œuvre la capture multi-caméras. Le désérialiseur GMSL peut prendre en charge jusqu'à 16 canaux virtuels, et les canaux virtuels sont également pris en charge par MIPI CSI-2 et CSI-3.
6. Plates-formes compatibles : La caméra GMSL offre une prise en charge immédiate pour les kits de développement NVIDIA® Jetson™ et les plates-formes Rogue, Rudi-AGX et Rudi NX de Connect Tech, qui reposent sur le Jetson Xavier™ NX, afin d'accélérer le prototypage et le déploiement de produits de vision.

Conclusion

En ce qui concerne les résultats, bien que l'interface caméra la plus couramment utilisée aujourd'hui soit l'interface caméra USB, dans la plupart des cas, GMSL est certainement l'interface caméra préférée pour les systèmes de vision embarquée tels que la robotique, les ADAS, les systèmes de transport intelligent, etc. L'interface caméra GMSL offre un meilleur support pour des domaines spécifiques grâce à cette distance de transmission plus longue et à des données vidéo d'images stables et en haute résolution.

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