Module de caméra MIPI VS module de caméra USB - Comprendre les différences

Les interfaces MIPI et USB sont les types d'interfaces plus courants pour les applications de vision embarquée aujourd'hui. Bien que, avec le développement de la technologie de vision embarquée, de plus en plus de nouvelles interfaces peuvent être utilisées. Bien sûr, en fonction de l'application, les interfaces MIPI et USB ont chacune leurs avantages et inconvénients. Dans cet article, nous examinerons en profondeur ces deux interfaces, MIPI et USB, et ferons une comparaison détaillée.

Quelle est la définition d'un module caméra MIPI ?

Un module caméra MIPI est un petit appareil électronique compact qui intègre un capteur de caméra, une lentille et une interface MIPI. C'est un module ou système caméra qui transmet des images de la caméra vers d'autres dispositifs hôtes via le protocole d'interface MIPI.

Interface Mipi

Mipi signifie Mobile Industry Processor Interface et est une spécification standard d'interface pour les appareils mobiles. C'est le type d'interface principal couramment utilisé sur le marché actuel pour le transfert de données d'image entre caméras et autres dispositifs hôtes. Par des moyens techniques, mipi vers usb.

L'interface MIPI est facile à utiliser et polyvalente, prenant en charge une large gamme d'applications, y compris la vidéo en 1080p, 4k et 8k ainsi que l'imagerie haute résolution. Idéal pour être utilisé dans des applications de vision embarquée telles que la réalité augmentée/virtuelle (AR/VR), les systèmes de reconnaissance de gestes, la reconnaissance faciale et la surveillance de sécurité. Un regard approfondi sur ce qu'est l'interface MIpi ?

Fonctionnement des modules caméra MIPI

Les modules caméra MIPI se connectent à d'autres dispositifs hôtes via MIPI CSI (Camera Serial Interface) ou DSI (Display Serial Interface). Dotés d'une haute résolution et d'une faible consommation d'énergie, le DSI est généralement utilisé pour transmettre des données d'affichage, tandis que le CSI est utilisé pour transmettre des données d'image et de vidéo.

Interface MIPI CSI-2

MIPI CSI-2 (Second Generation Camera Serial Interface) est une interface plus efficace et conviviale, basée sur les améliorations apportées à mipi. Elle présente quatre canaux de données d'image, chacun offrant jusqu'à 2,5 Gb/s de bande passante, pour un total de 10 Gb/s de bande passante maximale. En termes de vitesse, MIPI CSI-2 est supérieur à USB 3.0.

MIPI CSI-2 fournit un protocole fiable pour gérer des résolutions vidéo supérieures à 1080p. Grâce à son processeur multi-cœur, l'un de ses principaux avantages est la faible empreinte sur les ressources CPU. C'est l'interface par défaut pour des appareils tels que Raspberry Pi et Jetson Nano, et les versions V1 et V2 du module caméra Raspberry Pi sont basées sur cette interface.

Limitations de MIPI CSI-2

Bien que l'interface Mipi CSI-2 soit une interface populaire aujourd'hui et présente de nombreux avantages, elle présente tout de même certaines limitations. L'une des plus évidentes est que les caméras MIPI nécessitent souvent des pilotes supplémentaires, et sans un soutien fort de la part du fabricant du système, le support des capteurs d'images sera limité. Cela signifie qu'il y aura des problèmes de compatibilité entre les caméras MIPI et divers appareils.

Différents types de modules de caméra MIPI

Outre MIPI CSI-2, il existe de nombreux autres types de modules de caméra MIPI sur le marché, tels que mipi camera csi-2, MIPI CSI-3, MIPI CSI-4 et MIPI CSI-5, etc. Parmi eux, MIPI CSi-2 est le plus largement utilisé, avec un support pour 4 canaux. Les versions ultérieures CSI-3, CSI-4 et CSI-5 prennent en charge respectivement 8, 16 et 32 canaux.

Qu'est-ce qu'un module de caméra USB ?

Contrairement aux modules caméra MIPI, les modules caméra USB sont populaires en raison de leur polyvalence et de leur facilité d'utilisation. Grâce à la nature plug-and-play du USB, les modules caméra USB peuvent être connectés directement via USB depuis n'importe quel appareil sur lequel ils sont utilisés. Les modules caméra USB haute vitesse sont couramment utilisés pour la visioconférence, la vision machine et bien plus encore.

Interface USB

L'interface caméra USB est un point de connexion important entre la caméra et l'ordinateur. Avec sa fonctionnalité plug-and-play, elle simplifie le processus de configuration et réduit les coûts de développement de la vision embarquée. Le USB 2.0 présente certaines limitations techniques et des problèmes de compatibilité par rapport aux technologies actuelles, c'est pourquoi le USB 3.0 et le USB 3.1 Gen 1 ont été introduits par la suite. Il y a quelque chose à savoir sur l'interface caméra USB dans l'article précédent.

Principe de fonctionnement du module caméra USB

Comme son nom l'indique, un module de caméra USB utilise une interface de caméra usb pour se connecter à un appareil hôte tel qu'un ordinateur ou une tablette, etc. L'interface de la caméra USB a une vitesse de transfert maximale allant jusqu'à 480 Mbps et dispose d'une fonction de branchement à chaud permettant de démonter le module de caméra USB sans éteindre le système hôte.

Interface USB3.0

Le USB3.0 a été amélioré sur la base du USB2.0, en conservant ses caractéristiques originales de plug-and-play et de faible charge CPU tout en améliorant considérablement la fiabilité. Le USB3.0 et le USB3.1 Gen 1 conservent les excellentes fonctionnalités des versions précédentes. La différence entre USB 2.0 et 3.0 peut être vue dans cet article .

Avec un matériel supplémentaire, USB 3.0 peut atteindre un débit de transfert de 40 mégaoctets par seconde avec une bande passante maximale de 480 mégaoctets. C'est plus de dix fois supérieur au USB 2.0 et quatre fois supérieur au Gige. Et le plug-and-play garantit un remplacement rapide de la caméra en cas de problème.

Limitations de l'interface USB 3.0

En théorie, il n'existe pas d'interface parfaite, chaque interface a ses avantages et ses limitations. L'interface usb3.0 est la même chose. Le usb3.0 ne prend pas en charge les capteurs haute résolution, et la longueur de transmission effective est seulement de 5 mètres, bien qu'elle puisse être étendue grâce à la technologie, maintenir la fiabilité des performances devient un grand problème.

Les principales différences entre les modules caméra MIPI et USB

1. Consommation d'énergie : Les modules caméra MIPI consomment moins d'énergie que les modules caméra USB. L'interface caméra csi est une interface standard mobile, et l'efficacité énergétique est critique dans ces appareils. Les caméras USB consomment généralement plus d'énergie, ce qui peut être un inconvénient pour les applications nécessitant une alimentation électrique et sensibles à l'énergie.
2. Vitesses de transfert : Les modules caméra MIPI offrent généralement des vitesses de transfert de données plus élevées. Les quatre canaux de MIPI CSI-2 peuvent fournir chacun 2,5 Gbps, tandis que les modules caméra USB haute vitesse sont limités par le standard USB (USB 2.0 ou USB 3.0).
3. compatibilité : l'utilisation du module caméra avec interface USB offre une meilleure compatibilité. La norme USB est omniprésente, et grâce à l'interface de la caméra USB, il est possible de connecter la caméra à divers appareils sans problème. MIPI nécessite une interface matérielle spécifique, ce qui représente un défi pour les développeurs qui ne sont pas familiers avec la norme MIPI.
4. qualité d'image et efficacité de traitement : en ce qui concerne la qualité d'image et le traitement, les caméras MIPI CSI sont meilleures car elles sont directement connectées au Processeur de Signal Image (ISP), ce qui améliore efficacement la synchronisation, réduit les latences et ainsi améliore la qualité d'image. Les caméras USB peuvent présenter des problèmes de latence, surtout si l'ISP n'est pas bien optimisé pour le flux de données USB.

Ici, je présente une analyse succincte des interfaces MIPI CSI-2 et USB 3.0 sous forme de tableau :

Conclusion

En conclusion, les interfaces USB et MIPI ont chacune leurs forces et leurs limites. Lorsque nous devons choisir entre les deux, il est nécessaire de prendre en compte les besoins réels, le budget et les difficultés techniques de développement. Et grâce à cet article, je pense que nous avons tous une compréhension générale des interfaces USB et MIPI, et j'espère qu'il vous sera utile.

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