L’interface périphérique série (SPI) est un protocole de communication utilisé dans les systèmes embarqués pour connecter les processeurs à des périphériques externes tels que des capteurs, des caméras et des écrans. Les caméras SPI utilisent cette norme pour le transfert de données d’image.

Dans le monde des systèmes embarqués et des appareils électroniques, les caméras SPI (Serial Peripheral Interface) ont gagné en popularité en raison de leur simplicité.

Les bases de la communication SPI

Avant d’entrer dans les détails de ces caméras SPI, saisissons d’abord les principaux concepts de la communication SPI. SPI est un protocole de communication série synchrone qui permet aux appareils de communiquer entre eux en partageant des données sur de courtes distances. En règle générale, elle se manifeste par le biais d’un périphérique maître (par exemple, un microcontrôleur) et d’un ou plusieurs périphériques esclaves (par exemple, des capteurs ou des périphériques).

La communication SPI s’appuie sur quatre signaux essentiels :

• SCK (Serial Clock) : Ce signal est créé par le gadget maître et il est considéré comme la source d’horloge de synchronisation pour le processus de transfert de données.
• MOSI (Master Out Slave In) : Le gadget maître envoie des informations au gadget esclave par ce signal.
• MISO (Master In Slave Out) : L’appareil esclave renvoie des données à l’appareil maître en utilisant ce signal.
• SS (Slave Select) : Ce signal est le signal de sélection utilisé pour identifier un périphérique esclave particulier avec lequel le maître doit communiquer.

Comprendre les caméras SPI

Maintenant que nous avons une idée du fonctionnement de la communication SPI, nous approfondirons ce thème en nous penchant sur les caméras SPI. Une caméra SPI est une sorte de module de capteur d’image doté d’un capteur d’image, d’un objectif et d’une interface SPI (Serial-Cluster Interface) intégrés dans un pack compact. Ces caméras sont conçues pour prendre une image ou enregistrer une vidéo, puis envoyer les données au processeur ou au microcontrôleur pour des opérations de localisation ou de stockage ultérieures.

Les caméras SPI offrent plusieurs avantages qui les rendent adaptées à diverses applications :

• Intégration simple : les caméras SPI disposent d’un protocole de communication simple qui n’utilise que quatre fils : horloge (SCLK), sortie maître, entrée esclave (MOSI), entrée maître, sortie esclave (MISO) et sélection esclave (SS). Cela permet des connexions simples et moins de broches. Par conséquent, il peut être facilement connecté aux systèmes existants.
• Taille compacte : Les caméras SPI sont compactes car l’interface occupe peu de broches par rapport aux caméras USB ou GigE Vision. Cela permet d’économiser de l’espace sur le plateau. Ils peuvent donc être facilement intégrés dans des appareils portables, des appareils IoT (Internet des objets), de la robotique et d’autres systèmes compacts.
• Faible consommation d’énergie : Les caméras SPI sont conçues pour fonctionner efficacement avec une faible consommation d’énergie. Cela les rend adaptés aux appareils alimentés par batterie ou aux applications qui nécessitent une efficacité énergétique.
• Capture d’images en temps réel : Les caméras SPI peuvent prendre des photos ou des images vidéo en temps réel, elles peuvent donc être appliquées directement pour l’étude ou l’analyse des données in situ. Ceci est particulièrement important pour les systèmes qui capturent toutes sortes de surveillance, de vision industrielle, de détection d’objets.
• Flexibilité dans les paramètres d’image : Pour de nombreuses caméras SPI, les paramètres réglables disponibles peuvent inclure des options de résolution, de fréquence d’images, d’exposition et de gain. C’est cette fluidité qui permet aux utilisateurs d’obtenir la meilleure qualité d’images en s’adaptant à leurs besoins particuliers.

En plus de cela, les caméras SPI présentent de nombreux avantages techniques :

• La communication est synchrone, les données étant échangées sur les fronts montant/descendant d’un signal d’horloge envoyé par le processeur maître.
• SPI prend en charge plusieurs esclaves à l’aide de lignes SS uniques, permettant l’interfaçage de plusieurs caméras/périphériques via un seul maître.
• Les vitesses de transfert varient de centaines de Kbps à des dizaines de Mbps selon la vitesse d’horloge, ce qui est suffisamment rapide pour de nombreuses applications de vision.
• Les caméras SPI nécessitent moins de puces externes que les ports USB/Ethernet et disposent d’une connectivité simple et peu coûteuse, idéale pour les cas d’utilisation embarqués.

Intégration et support logiciel

Une prise en charge logicielle appropriée est nécessaire pour l’intégration de la caméra SPI.

La plupart des caméras SPI disposent de bibliothèques ou d’API (interfaces de programmation d’applications) avec des fonctions et des commandes intégrées pour le fonctionnement de la caméra, la capture d’images et le réglage des paramètres. Ces bibliothèques sont couramment utilisées avec des systèmes de microcontrôleurs et des outils de développement populaires, ce qui facilite la procédure d’intégration logicielle.

De plus, certaines caméras SPI sont également équipées de fonctions de traitement d’image à l’intérieur de lamodule de caméra, réduisant ainsi la charge du système sur le processeur ou le microcontrôleur hôte. Par exemple, ces caméras peuvent contenir des fonctions telles que la compression d’image, l’ajustement des couleurs ou même des algorithmes d’analyse d’image de premier niveau.

Conclusion

Les caméras SPI offrent une réponse prête à l’emploi et polyvalente pour le passage de photos ou de vidéos dans les systèmes embarqués. En effet, leur simplicité et leur faible consommation d’énergie sont également compatibles avec de nombreuses applications. Qu’il s’agisse de la mise en place d’un système de surveillance, de la création d’applications de vision industrielle ou de projets IoT, les caméras SPI sont un appareil peu coûteux et pratique qui résout ces problèmes. Dans le cas de l’ingénierie et du support logiciel des caméscopes SPI, les possibilités de capture et d’analyse visuelles des images dans votre système de vision embarqué sont illimitées.

Sinoseen possède une vaste expérience dans la conception et la fabrication de caméras, et peut vous fournir les consultations et l’assistance les plus professionnelles, en comprenant les besoins de votre application, pour vous fournir les solutions de vision embarquée les plus adaptées. Si vous en avez besoin, n’hésitez pas àContactez-nous.

FAQ

Q1 : Qu’est-ce que la communication SPI et quel est son lien avec les caméras SPI ?

La communication SPI est un protocole utilisé dans les systèmes embarqués pour l’échange de données entre appareils. Les caméras SPI utilisent ce protocole pour transmettre des données d’image à des processeurs ou à des microcontrôleurs pour un traitement ou un stockage ultérieur. Cette FAQ aborde la compréhension de base de la communication SPI et sa pertinence pour les caméras SPI.

Q2 : Quels sont les avantages de l’utilisation de caméras SPI dans les systèmes embarqués ?

Les caméras SPI offrent plusieurs avantages, notamment une intégration simple grâce à des exigences de câblage minimales, une taille compacte adaptée aux appareils portables, une faible consommation d’énergie idéale pour les applications alimentées par batterie, la capture d’images en temps réel pour la surveillance et la vision industrielle, et des paramètres d’image flexibles pour une qualité optimale. Cette FAQ met en évidence les principaux avantages des caméras SPI pour les utilisateurs qui envisagent leur intégration dans des systèmes embarqués.

Q3 : Comment puis-je intégrer des caméras SPI dans mon projet et quel est le support logiciel disponible ?

L’intégration des caméras SPI dans les projets implique de les connecter à des systèmes de microcontrôleurs et d’utiliser des bibliothèques logicielles ou des API fournies par les fabricants de caméras. Ces bibliothèques offrent des fonctions pour le fonctionnement de l’appareil photo, la capture d’images et le réglage des paramètres, simplifiant ainsi le processus d’intégration. De plus, certaines caméras SPI disposent de fonctions de traitement d’image intégrées, ce qui réduit la charge de travail sur le microcontrôleur hôte. Cette FAQ guide les utilisateurs sur le processus d’intégration et le support logiciel disponible pour les caméras SPI.