MIPIカメラモジュールVSUSBカメラモジュール-違いを理解する

MIPIおよびUSBカメラインターフェースは、今日の組み込みビジョンアプリケーションのより主流のタイプです。しかし、エンベデッドビジョン技術の発展に伴い、ますます多くの新しいインターフェースを使用できるようになりました。もちろん、アプリケーションによっては、MIPIとUSBのインターフェースにはそれぞれ長所と短所があります。この記事では、MIPIとUSbの2つのインターフェースを詳しく見ながら、詳細に比較します。

MIPIカメラモジュールの定義は何ですか?

MIPIカメラモジュールは、カメラセンサー、レンズ、およびMIPIインターフェースを統合したコンパクトで小型の電子デバイスです。これは、mipiインターフェースプロトコルを介してカメラから他のホストデバイスに画像を送信するカメラモジュールまたはシステムです。

Mipiインターフェース

MipiはMobile Industry Processor Interfaceの略で、モバイルデバイスの標準インターフェースタイプ仕様です。これは、カメラと他のホストデバイス間の画像データ転送に今日の市場で一般的に使用されている主要なインターフェースタイプです。技術的な手段でmipiからusbへ。

MIPIインターフェースは使いやすく、汎用性が高く、1080p、4k、8kビデオ、高解像度イメージングなど、幅広いアプリケーションをサポートします。AR/VR、ジェスチャー認識システム、顔認識、セキュリティ監視などの組み込みビジョンアプリケーションでの使用に最適です。MIpiインターフェースとは何かを詳しく見てみましょう。

MIPIカメラモジュールの仕組み

MIPIカメラモジュールは、MIPI CSI(Camera Serial Interface)またはDSI(Display Serial Interface)を介して他のホストデバイスに接続します。高解像度と低消費電力を特徴とするDSIは、一般的にディスプレイデータの送信に使用され、CSIは画像およびビデオデータの送信に使用されます。

MIPI CSI-2インターフェース

MIPI CSI-2(第2世代カメラシリアルインターフェース)は、mipiの改良に基づく、より効率的でユーザーフレンドリーなインターフェースです。4つの画像データチャネルを備えており、それぞれが最大2.5Gb/sの帯域幅を提供し、合計で最大帯域幅は10Gb/sです。速度の面では、MIPI CSI-2はUSB3.0よりも優れています。

MIPI CSI-2 は、1080p を超えるビデオ解像度を処理するための信頼性の高いプロトコルを提供します。マルチコアプロセッサのおかげで、その主な利点の1つは、CPUリソースのフットプリントが小さいことです。これは、ラズベリーパイやジェットソンナノなどのデバイスのデフォルトのインターフェースであり、ラズベリーパイカメラモジュールのV1とV2の両方がこのインターフェースに基づいています。

MIPI CSI-2 の制限事項

Mipi CSI-2 インターフェイスは今日人気のあるインターフェイスであり、多くの利点がありますが、まだいくつかの制限があります。より明白なことの1つは、MIPIカメラには追加のドライバーが必要になることが多く、システムメーカーからの強力なサポートがなければ、イメージセンサーのサポートは制限されるということです。これは、MIPIカメラとさまざまなデバイスの間に互換性の問題があることを意味します。

さまざまな種類のMIPIカメラモジュール

MIPI CSI-2以外にも、mipiカメラcsi-2、MIPI CSI-3、MIPI CSI-4、MIPI CSI-5など、市場には他にも多くの種類のMIPIカメラモジュールがあります。その中で、MIPI CSi-2は最も広く使用されており、4つのチャネルをサポートしています。後のCSI-3、CSI-4、CSI-5は、それぞれ8、16、32チャネルをサポートしています。

USBカメラモジュールとは?

MIPIカメラモジュールとは異なり、USBカメラモジュールはその汎用性と使いやすさから人気があります。USBのプラグアンドプレイ性により、USBカメラモジュールは、使用しているデバイスに関係なくUSB経由で直接接続できます。高速USBカメラモジュールは、ビデオ会議、マシンビジョンなどに一般的に使用されています。

USBインターフェース

USBカメラインターフェースは、カメラとPCの間の重要な接続ポイントです。プラグアンドプレイ機能により、セットアッププロセスを簡素化し、エンベデッドビジョンの開発コストを削減します。usb2.0 には、現在のテクノロジーと比較して特定の技術的な制限と互換性の問題があるため、usb3.0 と usb3.1 Gen 1 は後で導入されました。前回の記事でUSBカメラのインターフェースについて知っておくべきことがあります。

USBカメラモジュールの動作原理

名前が示すように、USBカメラモジュールは、USBカメラインターフェースを使用して、コンピューターやタブレットなどのホストデバイスに接続します。USBカメラインターフェースの最大転送速度は最大480Mbpsで、ホストシステムをシャットダウンせずにUSBカメラモジュールを分解できるホットスワップ対応機能を備えています。

USB3.0インターフェース

USB3.0は、USB2.0をベースにさらにバージョンアップし、従来のプラグアンドプレイ特性と低CPU負荷特性を維持しながら、信頼性を大幅に向上させています。USB3.0とUSB3.1 Gen 1はどちらも、旧バージョンの優れた機能を保持しています。違いUSB 2.0と3.0の間については、この記事で見ることができます.

ハードウェアを追加することで、USB 3.0は最大帯域幅480メガバイトで毎秒40メガバイトの転送速度を達成できます。これは、USB 2.0の10倍以上、Gigeの4倍です。また、プラグアンドプレイにより、問題が発生した場合でもカメラを迅速に交換できます。

USB 3.0 インターフェースの制限事項

理論的には、完璧なインターフェースはなく、どのインターフェースにも長所と短所があります。USB3.0インターフェースは同じです。USB3.0は高解像度センサーに対応しておらず、技術によって延長できるものの、有効伝送距離はわずか5メートルですが、性能の信頼性を維持することが大きな問題となっています。

MIPIカメラモジュールとUSBカメラモジュールの主な違い

1. 消費電力:MIPIカメラモジュールは、USBカメラモジュールよりも消費電力が少なくなります。カメラCSIインターフェースはモバイル標準インターフェースであり、これらのデバイスではエネルギー効率の高い範囲が重要です。通常、USBカメラはより多くの電力を消費するため、電源が必要でエネルギーに敏感なアプリケーションにとっては不利になる可能性があります。
2. 転送速度:MIPIカメラモジュールは通常、より高速なデータ転送速度を提供します。MIPI CSI-2の4つのチャネルは、それぞれ2.5Gbpsを提供できますが、高速USBカメラモジュールはUSB(USB 2.0またはUSB 3.0)規格によって制限されます。
3. 互換性：USBインターフェースカメラモジュールの互換性の使用が優れています。USB規格はユビキタスで、USBカメラインターフェースを通じてカメラとさまざまなデバイスをシームレスに作成できます。MIPIには特定のハードウェアインターフェイスが必要であり、MIPI標準に精通していない開発者にとって、これは課題です。
4. 画質と処理効率:画質と処理の面では、MIPI CSIカメラはImage Signal Processor(ISP)に直接接続されているため、同期を効果的に改善し、遅延を減らし、画質を向上させるため、Mipi CSIカメラが優れています。USBカメラは、特にISPがUSBデータストリームに対して十分に最適化されていない場合、遅延の問題が発生する可能性があります。

ここでは、MIPI CSI-2 インターフェイスと USB3.0 インターフェイスの両方を表形式で簡単に分析します。

結論

結論として、USBとmipiカメラインターフェースにはそれぞれ長所と短所があります。どちらかを選択するときは、実際のニーズ、予算、技術開発の難しさを具体的に考慮する必要があります。そして、この記事を通じて、私たちは皆、USBとMIPIについて一般的な理解を持っていると信じています。

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