Módulo de câmera MIPI VS Módulo de câmera USB - Entendendo as diferenças

As interfaces de câmera MIPI e USB são os tipos de interfaces mais comuns para aplicações de visão incorporada hoje. Embora com o desenvolvimento da tecnologia de visão incorporada, mais e mais novas interfaces podem ser usadas. Obviamente, dependendo da aplicação, as interfaces MIPI e USB têm suas próprias vantagens e desvantagens. Neste artigo, analisaremos em profundidade as duas interfaces, MIPI e USb, e faremos uma comparação detalhada.

Qual é a definição de um módulo de câmera MIPI?

Um módulo de câmera MIPI é um dispositivo eletrônico pequeno e compacto que integra um sensor de câmera, lente e interface mipi. É um módulo ou sistema de câmera que transmite imagens da câmera para outros dispositivos host por meio do protocolo de interface mipi.

Interface Mipi

Mipi significa Mobile Industry Processor Interface e é uma especificação de tipo de interface padrão para dispositivos móveis. É o principal tipo de interface comumente usado no mercado atual para transferência de dados de imagem entre câmeras e outros dispositivos host. Por meios técnicos mipi para usb.

A interface MIPI é fácil de usar e versátil, suportando uma ampla gama de aplicações, incluindo vídeo 1080p, 4k e 8k e imagens de alta resolução. Ideal para uso em aplicações de visão incorporada, como AR/VR, sistemas de reconhecimento de gestos, reconhecimento facial e vigilância de segurança.Uma análise aprofundada do que é a interface MIpi?

Como funcionam os módulos de câmera MIPI

Os módulos de câmera MIPI se conectam a outros dispositivos host via MIPI CSI (Camera Serial Interface) ou DSI (Display Serial Interface). Apresentando alta resolução e baixo consumo de energia, o DSI é geralmente usado para transmitir dados de exibição, enquanto o CSI é usado para transmitir dados de imagem e vídeo.

MIPI CSI-2 Interface

MIPI CSI-2 (Second Generation Camera Serial Interface) é uma interface mais eficiente e amigável baseada nas melhorias do mipi. Possui quatro canais de dados de imagem, cada um fornecendo até 2,5 Gb/s de largura de banda, para um total de largura de banda máxima de 10 Gb/s. Em termos de velocidade, o MIPI CSI-2 é superior ao USB 3.0.

O MIPI CSI-2 fornece um protocolo confiável para lidar com resoluções de vídeo acima de 1080p. Graças ao seu processador multi-core, uma de suas principais vantagens é o pequeno espaço ocupado pelos recursos da CPU. É a interface padrão para dispositivos como raspberry pi e jetson Nano, e V1 e V2 do módulo de câmera raspberry pi são baseados nessa interface.

Limitações do MIPI CSI-2

Embora a interface Mipi CSI-2 seja uma interface popular hoje e tenha muitas vantagens, ainda existem algumas limitações. Uma das mais óbvias é que as câmeras MIPI geralmente exigem drivers adicionais e, sem um forte suporte do fabricante do sistema, o suporte para sensores de imagem será limitado. Isso significa que haverá problemas de compatibilidade entre as câmeras MIPI e vários dispositivos.

Diferentes tipos de módulos de câmera MIPI

Além do MIPI CSI-2, existem muitos outros tipos de módulos de câmera MIPI no mercado, como a câmera mipi csi-2, MIPI CSI-3, MIPI CSI-4 e MIPI CSI-5, etc. Entre eles, o MIPI CSi-2 é o mais utilizado, que suporta 4 canais. Os posteriores CSI-3, CSI-4 e CSI-5 suportam 8, 16 e 32 canais, respectivamente.

O que é um módulo de câmera USB?

Ao contrário dos módulos de câmera MIPI, os módulos de câmera USB são populares devido à sua versatilidade e facilidade de uso. Graças à natureza plug-and-play do USB, os módulos de câmera USB podem ser conectados diretamente via USB de qualquer dispositivo em que estejam sendo usados. Os módulos de câmera USB de alta velocidade são comumente usados para videoconferência, visão de máquina e muito mais.

USB Interface

A interface da câmera USB é um importante ponto de conexão entre a câmera e o PC. Com sua funcionalidade plug-and-play, ele simplifica o processo de configuração e reduz o custo de desenvolvimento da visão incorporada. O USB2.0 tem certas limitações técnicas e problemas de compatibilidade em comparação com a tecnologia atual, portanto, o USB3.0 e o USB3.1 Gen 1 foram introduzidos posteriormente.Há algo a saber sobre a interface da câmera USB no artigo anterior.

Princípio de operação do módulo de câmera USB

Como o nome sugere, um módulo de câmera USB usa uma interface de câmera USB para se conectar a um dispositivo host, como um computador ou tablet, etc. A interface da câmera USB tem uma velocidade máxima de transferência de até 480 Mbps e possui um recurso hot-swap que permite que o módulo da câmera USB seja desmontado sem desligar o sistema host.

USB3.0 Interface

O USB3.0 foi atualizado com base no USB2.0, mantendo suas características originais de plug-and-play e baixa carga da CPU, melhorando muito a confiabilidade. tanto o USB3.0 quanto o USB3.1 Gen 1 mantêm os excelentes recursos da versão mais antiga. A diferençaEntre USB 2.0 e 3.0 pode ser visto neste artigo.

Com hardware adicional, o USB 3.0 pode atingir uma taxa de transferência de 40 megabytes por segundo com uma largura de banda máxima de 480 megabytes. Isso é mais de dez vezes maior que o USB 2.0 e quatro vezes maior que o Gige. E o plug-and-play garante a substituição rápida da câmera em caso de problema.

Limitações da interface USB 3.0

Em teoria não existe uma interface perfeita, qualquer interface tem suas vantagens e limitações. A interface USB3.0 é a mesma. O USB3.0 não suporta sensores de alta resolução e o comprimento efetivo da transmissão é de apenas 5 metros, embora possa ser estendido por meio da tecnologia, mas manter a confiabilidade do desempenho tornou-se um grande problema.

As principais diferenças entre os módulos de câmera MIPI e USB

1. Consumo de energia:Os módulos de câmera MIPI consomem menos energia do que os módulos de câmera USB. A interface CSI da câmera é uma interface padrão móvel e o alcance da eficiência energética é crítico nesses dispositivos. As câmeras USB normalmente consomem mais energia, o que pode ser uma desvantagem para aplicações que requerem fonte de alimentação e são sensíveis à energia.
2. Velocidades de transferência:Os módulos de câmera MIPI normalmente oferecem velocidades de transferência de dados mais altas. quatro canais de MIPI CSI-2 podem fornecer 2,5 Gbps cada, enquanto o módulo de câmera USB de alta velocidade é limitado pelo padrão USB (USB 2.0 ou USB 3.0).
3. compatibilidade:o uso da compatibilidade do módulo de câmera de interface USB é melhor. O padrão USB é onipresente, através da câmera usb interaface pode fazer a câmera e uma variedade de dispositivos sem problemas. O MIPI requer uma interface de hardware específica, para desenvolvedores que não estão familiarizados com o padrão MIPI, isso é um desafio.
4. Qualidade de imagem e eficiência de processamento:Em termos de qualidade e processamento de imagem, a câmera MIPI CSI é melhor porque está diretamente conectada ao processador de sinal de imagem (ISP), o que melhora efetivamente a sincronização, reduz a latência e, portanto, melhora a qualidade da imagem. As câmeras USB podem ter problemas de latência, especialmente se o ISP não estiver bem otimizado para o fluxo de dados USB.

Aqui, estou fazendo uma breve análise das interfaces MIPI CSI-2 e USB3.0 em formato de tabela:

Conclusão

Em conclusão, a interface da câmera USB e mipi tem seus próprios pontos fortes e limitações. Quando escolhemos entre os dois, precisamos considerar especificamente as necessidades reais, o orçamento e as dificuldades de desenvolvimento técnico. E através deste artigo, acredito que todos nós temos uma compreensão geral de USB e MIPI, espero que possa ajudá-lo.

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