Модуль камеры mipi против модуля камеры USB - понимание различий

Интерфейсы MIPI и USB являются более распространенными типами интерфейсов для встраиваемых приложений компьютерного зрения сегодня. Хотя с развитием технологии встраиваемого зрения появляется все больше новых интерфейсов. Конечно, в зависимости от приложения, у интерфейсов MIPI и USB есть свои преимущества и недостатки. В этой статье мы подробно рассмотрим два интерфейса, MIPI и USB, и проведем детальное сравнение.

Что такое модуль камеры MIPI?

Модуль камеры MIPI — это компактное электронное устройство, которое интегрирует датчик камеры, объектив и интерфейс MIPI. Это модуль или система камеры, которая передает изображения с камеры на другие устройства-хосты через протокол интерфейса MIPI.

интерфейс mipi

MIPI означает Mobile Industry Processor Interface и является стандартной спецификацией интерфейса для мобильных устройств. Это основной тип интерфейса, широко используемый на современном рынке для передачи изображений между камерами и другими хост-устройствами. Технически это MIPI to USB.

Интерфейс MIPI прост в использовании и универсален, поддерживая широкий спектр приложений, включая видео 1080p, 4k и 8k, а также высококачественную съемку изображений. Идеально подходит для использования в встроенных системах компьютерного зрения, таких как AR/VR, системы распознавания жестов, распознавание лиц и видеонаблюдение. Глубокий взгляд на то, что такое интерфейс MIPI?

Как работают модули камеры MIPI

Модули камеры MIPI подключаются к другим хост-устройствам через MIPI CSI (Camera Serial Interface) или DSI (Display Serial Interface). Обладая высоким разрешением и низким энергопотреблением, DSI обычно используется для передачи данных дисплея, тогда как CSI используется для передачи данных изображения и видео.

Интерфейс MIPI CSI-2

MIPI CSI-2 (Второе поколение интерфейса подключения камер) — это более эффективный и удобный интерфейс, основанный на улучшениях MIPI. Он включает четыре канала передачи изображения, каждый из которых обеспечивает пропускную способность до 2,5 Гбит/с, что дает общую максимальную пропускную способность 10 Гбит/с. В плане скорости MIPI CSI-2 превосходит USB 3.0.

MIPI CSI-2 предоставляет надежный протокол для обработки видео разрешением выше 1080p. Благодаря многоядерному процессору, одним из его главных преимуществ является небольшая нагрузка на ресурсы ЦП. Это стандартный интерфейс для устройств, таких как Raspberry Pi и Jetson Nano, и как модули камеры Raspberry Pi V1, так и V2 основаны на этом интерфейсе.

Ограничения MIPI CSI-2

Несмотря на то, что интерфейс Mipi CSI-2 является популярным сегодня и имеет множество преимуществ, у него все же есть некоторые ограничения. Одним из более очевидных является то, что камеры MIPI часто требуют дополнительных драйверов, и без серьезной поддержки со стороны производителя системы поддержка датчиков изображения будет ограничена. Это означает, что будут возникать проблемы совместимости между камерами MIPI и различными устройствами.

Различные типы модулей камер MIPI

Помимо MIPI CSI-2, на рынке представлено много других типов модулей камер MIPI, таких как mipi camera csi-2, MIPI CSI-3, MIPI CSI-4 и MIPI CSI-5 и т.д. Среди них MIPI CSi-2 является самым распространенным, он поддерживает 4 канала. Позднее появившиеся CSI-3, CSI-4 и CSI-5 поддерживают 8, 16 и 32 канала соответственно.

Что такое USB-модуль камеры?

В отличие от модулей камер MIPI, USB-модули камер популярны благодаря своей универсальности и простоте использования. Благодаря функции подключения «plug-and-play» USB, модули USB-камер могут быть подключены напрямую через USB к любому устройству, с которого они используются. Высокоскоростные USB-модули камер часто применяются для видеоконференций, машинного зрения и других целей.

USB интерфейс

USB-интерфейс камеры является важной точкой соединения между камерой и ПК. С его функцией «plug-and-play» он упрощает процесс настройки и снижает затраты на разработку встроенных систем зрения. USB 2.0 имеет определенные технические ограничения и проблемы совместимости по сравнению с современными технологиями, поэтому позже были представлены USB 3.0 и USB 3.1 Gen 1. В предыдущей статье есть что узнать об USB-интерфейсе камеры.

Принцип работы USB-модуля камеры

Как следует из названия, модуль USB-камеры использует интерфейс USB-камеры для подключения к устройству-хосту, например, компьютеру или планшету и т.д. Интерфейс USB-камеры имеет максимальную скорость передачи данных до 480 Мбит/с и функцию горячей замены, которая позволяет отключать модуль USB-камеры без выключения системы хоста.

Интерфейс USB3.0

USB3.0 был дополнительно улучшен на основе USB2.0, сохранив его оригинальные характеристики «plug-and-play» и низкую нагрузку на процессор, при этом значительно повысив надежность. Обе версии USB3.0 и USB3.1 Gen 1 сохраняют отличные особенности предыдущей версии. Разница между USB 2.0 и 3.0 может быть видна в этой статье .

С дополнительным оборудованием USB 3.0 может достигать скорости передачи 40 мегабайт в секунду с максимальной пропускной способностью 480 мегабайт. Это более чем в десять раз выше, чем у USB 2.0, и в четыре раза выше, чем у Gige. А функция «plug-and-play» обеспечивает быструю замену камеры в случае возникновения проблем.

ограничения интерфейса USB 3.0

Теоретически идеального интерфейса не существует, у любого интерфейса есть свои преимущества и ограничения. То же самое касается интерфейса usb3.0. USB3.0 не поддерживает высокоразрешающие сенсоры, а эффективная длина передачи составляет всего 5 метров, хотя её можно увеличить с помощью технологий, но обеспечение надёжности работы становится большой проблемой.

Основные различия между модулями камер MIPI и USB

1. Потребление энергии: Модули камер MIPI потребляют меньше энергии, чем модули USB-камер. Интерфейс камеры CSI является стандартным мобильным интерфейсом, и энергоэффективность играет ключевую роль в этих устройствах. USB-камеры обычно потребляют больше энергии, что может быть недостатком для приложений, требующих источника питания и чувствительных к энергопотреблению.
2. Скорость передачи данных: Модули камер MIPI как правило обеспечивают более высокую скорость передачи данных. Четыре канала MIPI CSI-2 могут передавать по 2,5 Гбит/с каждый, тогда как скоростные модули USB-камер ограничены стандартом USB (USB 2.0 или USB 3.0).
3. Совместимость: использование камеры с USB-интерфейсом обеспечивает лучшую совместимость. Стандарт USB универсален, и через интерфейс USB-камеры можно подключать камеру к различным устройствам без проблем. MIPI требует специального аппаратного интерфейса, и для разработчиков, не знакомых со стандартом MIPI, это может быть вызовом.
4. качество изображения и эффективность обработки: что касается качества изображения и обработки, камеры MIPI CSI лучше, поскольку они напрямую подключаются к процессору изображений (ISP), что значительно улучшает синхронизацию, снижает задержки и, следовательно, повышает качество изображения. Камеры USB могут иметь проблемы с задержками, особенно если ISP не оптимизирован для потока данных USB.

Здесь я предоставляю краткий анализ обоих интерфейсов MIPI CSI-2 и USB 3.0 в табличной форме:

Заключение

Подводя итог, интерфейсы USB и MIPI для камер имеют свои сильные стороны и ограничения. При выборе между ними необходимо учитывать конкретные потребности, бюджет и технические сложности разработки. И через эту статью, я уверен, что мы все получили общее представление о USB и MIPI, надеюсь, это поможет вам.

Производитель модулей камер - SInoseen

Sinoseen имеет 16-летний опыт в области производства модулей камер, поддерживая индивидуальную настройку продуктов с различными интерфейсами для разных областей применения. Все модули камер поддерживают настройку по типам OEM/ODM.

На основе репутации и этики мы предоставляем нашим клиентам самую искреннюю службу по справедливой цене и отличному качеству. Мы хотим сотрудничать с людьми, разделяющими наши убеждения, и строить долгосрочные партнерские отношения.

Этот модуль камеры Sinoseen станет одним из ваших первых выборов для приложений встроенной компьютерной зрение.