GMSL vs. camere MIPI: perché le camere GMSL sono migliori?

Per i sistemi di visione incorporata, come quelli automobilistici, di robotica e città intelligenti, sono necessarie interfacce camera ad alta velocità e alta banda per elaborare e trasmettere grandi quantità di dati video ad alta risoluzione. Sebbene le interfacce camera tradizionali, come Mipi csi-2 , USB 3.0 e GigE, si comportino ancora bene in alcune applicazioni, non sono sufficienti per applicazioni che richiedono velocità di trasmissione dei dati più elevate e maggiori distanze, e lo stesso vale per Ethernet e CAN, che, sebbene utilizzati più spesso nei veicoli, non soddisfano i requisiti per la trasmissione rapida di grandi quantità di dati video digitali ad alta risoluzione.

Con l'avanzamento della tecnologia, la soluzione corrispondente è emersa. La tecnologia Serializer/Deserializer (SerDes), con la sua trasmissione di dati ad alta velocità, supporto per lunghe distanze e prestazioni eccellenti, si è distinta nelle applicazioni di comunicazione dati e telecomunicazioni. Questa tecnologia di collegamento seriale funziona in modo affidabile in ambienti industriali e all'aperto ostili, trasferendo dati rapidamente con bassa latenza. L'applicazione principale della tecnologia SerDes è quella di ridurre il numero di pin di ingresso/uscita e connessioni fornendo la trasmissione di dati su un singolo cavo coassiale o su un cavo a coppia differenziale.

Le telecamere Gigabit Multimedia Serial Link™ (GMSL) utilizzano la tecnologia GMSL e GMSL2, una tecnologia SerDes che trasmette video ad alta velocità, dati di controllo bidirezionali e alimentazione su un singolo cavo coassiale. Di seguito esaminiamo più da vicino le differenze tra l'interfaccia GMSL e le tradizionali interfacce delle telecamere MIPI analizzando le loro competenze fondamentali.

Cos'è l'interfaccia GMSL?

L'interfaccia Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) è un protocollo di comunicazione seriale progettato per il trasferimento di dati ad alta velocità, in grado di fornire video ad alta velocità e alta risoluzione, nonché energia e dati di controllo bidirezionali per la robotica e i sistemi di Assistenza alla Guida Avanzata (ADAS), con le caratteristiche di un'interfaccia multiuso e a basso consumo di energia.

La tecnologia GMSL converte i dati in uno stream seriale sul lato del trasmettitore tramite un serializzatore e converte lo stream seriale di nuovo in dati paralleli sul lato del ricevitore tramite un deserializzatore per ulteriore elaborazione. Questo metodo efficiente di trasferimento dei dati è in grado di trasmettere dati video a velocità di fino a 6 gigabit al secondo (Gb/s).

La famiglia di interfacce GMSL include serializzatori e deserializzatori per diverse interfacce come HDMI, CSI-2, DSI, DSI asimmetrico, eDP, oLDI e singolo/doppio/quadruplo GMSL1/GMSL2, che possono essere utilizzati sia in ingresso che in uscita. L'interfaccia GMSL è progettata per consentire la trasmissione di dati su un singolo cavo coassiale o una coppia differenziale di cavi (ad esempio STP, SPP, ecc.). L'interfaccia GMSL è progettata per consentire la trasmissione di dati su un singolo cavo coassiale o una coppia differenziale di cavi (ad esempio, STP, SPP, ecc.), riducendo così il numero di pin di ingresso/uscita e connessioni mentre mantiene l'integrità dei dati e una bassa latenza. Abbiamo già introdotto la telecamera GMSL in precedenza, chi è interessato può leggere questo articolo .

Introduzione all'interfaccia MIPI per telecamere

MIPI (Mobile Industry Processor Interface) è un protocollo di comunicazione seriale ad alta velocità progettato per dispositivi mobili e utilizzato principalmente in dispositivi come smartphone. L'interfaccia MIPI comprende una varietà di tipi di interfaccia standard, inclusa MIPI CSI-2, che è un'interfaccia progettata specificamente per le telecamere per trasferire dati di immagini e video tra il modulo camera e altri computer host. La capacità di trasferimento altamente efficiente di MIPI CSI-2 può fornire una larghezza di banda massima di 6Gb al secondo, con velocità di trasmissione effettive fino a 5Gb/s.

Le multiple linee di dati ad alta velocità di MIPI CSI-25 sono progettate per connettere il sensore immagine alla scheda madre incorporata, consentendo il controllo e l'elaborazione dei dati immagine per formare un sistema di sinergia completa di acquisizione di immagini. Tuttavia, la lunghezza standard della connessione MIPI CSI-2 è limitata a 30CM, il che limita notevolmente la flessibilità in alcune situazioni.

Vantaggi dell'interfaccia GMSL rispetto alle interfacce camera MIPI

1. Distanza di trasmissione: La tecnologia GMSL SerDes supporta una distanza di trasmissione di 15M, che rappresenta un vantaggio schiacciante rispetto ai 30CM dell'interfaccia MIPI CSI-2.
2. Prestazioni EMI/EMC: L'interfaccia GMSL migliora le prestazioni EMI del collegamento attraverso uscite programmabili e capacità di spettro diffuso, senza richiedere un orologio esterno a spettro diffuso. GMSL è progettato per controllare la tolleranza EMC del canale con la modalità ad alta immunità (HIM) per migliorare la affidabilità delle telecamere di sicurezza.
3. Richiesta Automatica di Ritrasmisione (ARQ): GMSL utilizza il metodo ARQ per garantire la affidabilità della trasmissione dei dati. L'esattezza dei dati è garantita dalla ritrasmissione automatica quando i dati vengono accettati. In GMSL2, ARQ viene utilizzato insieme ai Controlli di Ridondanza Ciclica (CRC) per verificare se un pacchetto è stato ricevuto o meno, migliorando la robustezza delle funzioni di controllo critiche del sistema.
4. Compatibilità con i precedenti: L'interfaccia GMSL supporta la compatibilità retroattiva, consentendo alle versioni più recenti di operare su interfacce più vecchie, sebbene con limitazioni.
5. Supporto per Canali Virtuali: Il supporto per canali virtuali consente all'architettura SerDes di implementare la cattura multi-camera. Il deserializzatore GMSL può supportare fino a 16 canali virtuali, e i canali virtuali sono supportati anche da MIPI CSI-2 e CSI-3.
6. Piattaforme Compatibili: La telecamera GMSL offre un supporto immediato per i kit di sviluppo NVIDIA® Jetson™ e le piattaforme Rogue, Rudi-AGX e Rudi NX di Connect Tech, che si basano sul Jetson Xavier™ NX, per accelerare il prototipaggio e il deployment di prodotti di visione.

Conclusione

Per quanto riguarda i risultati, sebbene l'interfaccia camera più diffusa oggi sia l'interfaccia USB, in gran parte dei casi GMSL è sicuramente l'interfaccia camera preferita per sistemi di visione embedded come robotica, ADAS, sistemi di trasporto intelligente, ecc. L'interfaccia camera GMSL offre un miglior supporto per domini specifici grazie a questa maggiore distanza di trasmissione e dati video immagine stabili ad alta risoluzione.

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