กล้อง GMSL กับ MIPI: ทําไมกล้อง GMSL ถึงดีกว่า?

สําหรับระบบการมองเห็นแบบฝังตัว เช่น ยานยนต์ หุ่นยนต์ และเมืองอัจฉริยะ จําเป็นต้องมีอินเทอร์เฟซกล้องความเร็วสูงและแบนด์วิดท์สูงเพื่อประมวลผลและส่งข้อมูลวิดีโอความละเอียดสูงจํานวนมาก แม้ว่าอินเทอร์เฟซกล้องแบบดั้งเดิม เช่นมิพีไอ CSI-2, USB 3.0 และ GigE ยังคงทํางานได้ดีในบางแอพพลิเคชั่น แต่ก็ไม่เพียงพอสําหรับการใช้งานที่ต้องการความเร็วและระยะทางในการรับส่งข้อมูลที่สูงกว่า และเช่นเดียวกันกับอีเธอร์เน็ตและ CAN ซึ่งแม้ว่าจะใช้ในรถยนต์บ่อยกว่า แต่ก็ไม่ตรงตามข้อกําหนดสําหรับการส่งข้อมูลวิดีโอดิจิตอลความละเอียดสูงจํานวนมากด้วยความเร็วสูง

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี โซลูชันที่สอดคล้องกันจึงเกิดขึ้น เทคโนโลยี Serializer / Deserializer (SerDes) พร้อมการส่งข้อมูลความเร็วสูงการสนับสนุนทางไกลและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการสื่อสารข้อมูลโทรคมนาคมและแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ ที่จะเปล่งประกาย เทคโนโลยีการเชื่อมโยงแบบอนุกรมนี้ทํางานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมและกลางแจ้งที่รุนแรงถ่ายโอนข้อมูลอย่างรวดเร็วโดยมีเวลาแฝงต่ํา การประยุกต์ใช้หลักของเทคโนโลยี SerDes คือการลดจํานวนพินอินพุต/เอาต์พุตและการเชื่อมต่อโครงข่ายโดยให้การส่งข้อมูลผ่านสายโคแอกเชียลเส้นเดียวหรือสายเคเบิลคู่ดิฟเฟอเรนเชียล

กล้อง Gigabit Multimedia Serial Link™ (GMSL) ใช้เทคโนโลยี GMSL และ GMSL2 ซึ่งเป็นเทคโนโลยี SerDes ที่ส่งวิดีโอความเร็วสูง ด้านล่างนี้เราจะพิจารณาความแตกต่างระหว่างอินเทอร์เฟซ GMSL และอินเทอร์เฟซกล้อง MIPI แบบดั้งเดิมอย่างละเอียดยิ่งขึ้น และวิเคราะห์ความสามารถหลักของอินเทอร์เฟซ

อินเทอร์เฟซ GMSL คืออะไร?

อินเทอร์เฟซ Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมที่ออกแบบมาสําหรับการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงเพื่อให้วิดีโอความเร็วสูงความละเอียดสูงตลอดจนข้อมูลการควบคุมพลังงานและแบบสองทิศทางสําหรับหุ่นยนต์และระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ขั้นสูง (ADAS) ที่มีลักษณะของอินเทอร์เฟซอเนกประสงค์และใช้พลังงานต่ํา

เทคโนโลยี GMSL แปลงข้อมูลเป็นสตรีมแบบอนุกรมที่ด้านเครื่องส่งสัญญาณผ่านตัวซีเรียลเซอร์ และแปลงสตรีม seria+l กลับเป็นข้อมูลแบบขนานที่ด้านตัวรับผ่าน deserializer เพื่อการประมวลผลต่อไป วิธีการถ่ายโอนข้อมูลที่มีประสิทธิภาพนี้สามารถส่งข้อมูลวิดีโอด้วยความเร็วสูงสุด 6 กิกะบิตต่อวินาที (Gb/s)

ตระกูลอินเทอร์เฟซ GMSL ประกอบด้วย serializers และ deserializers สําหรับอินเทอร์เฟซต่างๆ เช่น HDMI, CSI-2, DSI, DSI อสมมาตร, eDP, oLDI และ GMSL1/GMSL2 แบบเดี่ยว/คู่/สี่เท่า ซึ่งสามารถใช้ได้ทั้งที่อินพุตหรือเอาต์พุต อินเทอร์เฟซ GMSL ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถส่งข้อมูลผ่านสายโคแอกเชียลเส้นเดียวหรือสายเคเบิลคู่อื่น (เช่น STP, SPP เป็นต้น) อินเทอร์เฟซ GMSL ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถส่งข้อมูลผ่านสายโคแอกเชียลเส้นเดียวหรือสายเคเบิลคู่ดิฟเฟอเรนเชียล (เช่น STP, SPP เป็นต้น) ซึ่งจะช่วยลดจํานวนพินอินพุต/เอาต์พุตและการเชื่อมต่อระหว่างกันในขณะที่รักษาความสมบูรณ์ของข้อมูลและเวลาแฝงต่ํา เราได้แนะนํากล้อง GMSL มาก่อนสนใจสามารถดูได้บทความนี้.

ไพรเมอร์เกี่ยวกับอินเทอร์เฟซกล้อง MIPI

MIPI (Mobile Industry Processor Interface) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมความเร็วสูงที่ออกแบบมาสําหรับอุปกรณ์พกพาและใช้เป็นหลักในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น สมาร์ทโฟน อินเทอร์เฟซ MIPI ครอบคลุมอินเทอร์เฟซมาตรฐานหลายประเภท รวมถึง MIPI CSI-2 ซึ่งเป็นอินเทอร์เฟซที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสําหรับกล้องเพื่อถ่ายโอนข้อมูลภาพและวิดีโอระหว่างโมดูลกล้องและคอมพิวเตอร์โฮสต์อื่นๆ ความสามารถในการถ่ายโอนที่มีประสิทธิภาพสูงของ MIPI CSI-2 สามารถให้แบนด์วิดท์สูงสุด 6Gb ต่อวินาที โดยมีอัตราการส่งข้อมูลจริงสูงถึง 5Gb/s

สายข้อมูลความเร็วสูงหลายสายของ MIPI CSI-25 ได้รับการออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ภาพกับเมนบอร์ดแบบฝัง ทําให้สามารถควบคุมและประมวลผลข้อมูลภาพเพื่อสร้างระบบการทํางานร่วมกันในการจับภาพที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ความยาวการเชื่อมต่อ MIPI CSI-2 มาตรฐานถูกจํากัดไว้ที่ 30 ซม. ซึ่งจํากัดความยืดหยุ่นอย่างมากในบางสถานการณ์

ข้อดีของอินเทอร์เฟซ GMSL เหนืออินเทอร์เฟซกล้อง MIPI

1. ระยะการส่ง:เทคโนโลยี GMSL SerDes รองรับระยะการส่งข้อมูล 15M ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่ท่วมท้นเหนืออินเทอร์เฟซ MIPI CSI-30 ขนาด 2 ซม.
2. ประสิทธิภาพ EMI / EMC:อินเทอร์เฟซ GMSL ปรับปรุงประสิทธิภาพ EMI ของลิงค์ผ่านเอาต์พุตที่ตั้งโปรแกรมได้และความสามารถในการแพร่กระจายสเปกตรัม และไม่ต้องการนาฬิกาสเปกตรัมแบบกระจายภายนอก GMSL สําหรับการควบคุมความคลาดเคลื่อน EMC ของช่องสัญญาณที่ออกแบบมาสําหรับโหมดภูมิคุ้มกันสูง (HIM) เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของกล้องรักษาความปลอดภัย
3. คําขอส่งซ้ําอัตโนมัติ (ARQ):GMSL ใช้วิธี ARQ เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของการส่งข้อมูล มั่นใจได้ถึงความถูกต้องของข้อมูลโดยการส่งข้อมูลซ้ําโดยอัตโนมัติเมื่อยอมรับข้อมูล ใน GMSL2 ARQ ใช้ร่วมกับ Cyclic Redundancy Checks (CRC) เพื่อตรวจสอบว่าได้รับแพ็กเก็ตหรือไม่ ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานของฟังก์ชันการควบคุมที่สําคัญของระบบ
4. ความเข้ากันได้ย้อนหลัง:อินเทอร์เฟซ GMSL รองรับความเข้ากันได้แบบย้อนหลัง ทําให้เวอร์ชันใหม่กว่าสามารถทํางานบนอินเทอร์เฟซรุ่นเก่าได้ แม้ว่าจะมีข้อจํากัดก็ตาม
5. การสนับสนุนช่องทางเสมือน:การสนับสนุนช่องสัญญาณเสมือนช่วยให้สถาปัตยกรรม SerDes สามารถใช้การจับภาพหลายกล้องได้ ตัวถอดรหัส GMSL สามารถรองรับการถอดรหัสช่องสัญญาณเสมือนได้สูงสุด 16 ช่อง และช่องสัญญาณเสมือนยังรองรับโดย MIPI CSI-2 และ CSI-3
6. แพลตฟอร์มที่เข้ากันได้:กล้อง GMSL ให้การสนับสนุนนอกชั้นวางสําหรับชุดพัฒนา NVIDIA® Jetson™ และแพลตฟอร์ม Rogue, Rudi-AGX และ Rudi NX ของ Connect Tech ซึ่งใช้ Jetson Xavier™ NX เพื่อเร่งการสร้างต้นแบบและการปรับใช้ผลิตภัณฑ์วิชั่น

บทสรุป

แม้ว่าอินเทอร์เฟซกล้องที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันคืออินเทอร์เฟซกล้อง USB แต่ในกรณีส่วนใหญ่ GMSL เป็นอินเทอร์เฟซกล้องที่เลือกใช้สําหรับระบบการมองเห็นแบบฝังตัว เช่น หุ่นยนต์ ADAS ระบบขนส่งอัจฉริยะ เป็นต้น อินเทอร์เฟซกล้อง GMSL ให้การสนับสนุนที่ดีขึ้นสําหรับโดเมนเฉพาะด้วยระยะการส่งข้อมูลที่ยาวขึ้นและข้อมูลวิดีโอภาพความละเอียดสูงที่เสถียร การสนับสนุนแอปพลิเคชัน

Sinoseen มีประสบการณ์มากมายในการออกแบบและผลิตกล้อง และสามารถให้คําแนะนําและการสนับสนุนอย่างมืออาชีพที่สุดเพื่อทําความเข้าใจความต้องการในการใช้งานของคุณและมอบสิ่งที่ดีที่สุดให้กับคุณโซลูชันการมองเห็นแบบฝังที่เหมาะสม. โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา