GMSL vs. MIPI cameras: ทำไมกล้อง GMSL ถึงดีกว่า?

สำหรับระบบวิชั่นที่ฝังตัว เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ หุ่นยนต์ และเมืองอัจฉริยะ จำเป็นต้องใช้借口กล้องที่มีความเร็วสูงและแบนด์วิดท์สูงเพื่อประมวลผลและส่งข้อมูลวิดีโอความละเอียดสูงจำนวนมาก แม้ว่า借口กล้องแบบดั้งเดิม เช่น มิปิ ซีซี-2 , USB 3.0 และ GigE ยังทำงานได้ดีในบางแอปพลิเคชัน แต่ไม่เพียงพอสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลสูงกว่าและความยาวทางไกล และเช่นเดียวกันกับ Ethernet และ CAN ซึ่งถึงแม้จะใช้งานบ่อยในรถยนต์ แต่ก็ไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการถ่ายโอนข้อมูลวิดีโอดิจิทัลความละเอียดสูงจำนวนมากด้วยความเร็วสูงได้

ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยี วิธีแก้ปัญหาที่สอดคล้องกันจึงเกิดขึ้น เทคโนโลยี Serializer/Deserializer (SerDes) ด้วยความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูง การสนับสนุนระยะทางไกล และประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ได้สร้างชื่อเสียงในด้านการสื่อสารข้อมูล การสื่อสารโทรคมนาคม และการใช้งานอื่น ๆ เทคโนโลยีลิงก์ซีรีย์นี้ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมและกลางแจ้งที่รุนแรง สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้อย่างรวดเร็วพร้อมกับความหน่วงต่ำ วัตถุประสงค์หลักของการใช้เทคโนโลยี SerDes คือการลดจำนวนพินอินพุต/เอาต์พุตและการเชื่อมต่อ โดยให้มีการส่งข้อมูลผ่านสายโคแอ็กเซียลหรือสายเคเบิลแบบคู่แตกต่างกันเพียงเส้นเดียว

กล้อง Gigabit Multimedia Serial Link™ (GMSL) ใช้เทคโนโลยี GMSL และ GMSL2 ซึ่งเป็นเทคโนโลยี SerDes ที่สามารถส่งวิดีโอความเร็วสูง ข้อมูลควบคุมสองทิศทาง และพลังงานผ่านสายโคแอ็กเซียลเพียงเส้นเดียว ด้านล่างเราจะมาดูรายละเอียดความแตกต่างระหว่างอินเทอร์เฟซ GMSL กับอินเทอร์เฟซกล้อง MIPI แบบดั้งเดิม และวิเคราะห์ถึงความสามารถหลักของแต่ละอย่าง

GMSL interface คืออะไร?

อินเทอร์เฟซ Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบซีเรียลที่ออกแบบมาสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูง เพื่อให้สามารถรองรับวิดีโอความเร็วสูงและมีความละเอียดสูง รวมถึงพลังงานและการส่งข้อมูลควบคุมสองทิศทางสำหรับหุ่นยนต์และระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ขั้นสูง (ADAS) โดยมีลักษณะเป็นอินเทอร์เฟซหลายหน้าที่และประหยัดพลังงาน

เทคโนโลยี GMSL แปลงข้อมูลเป็นสัญญาณซีเรียลบนด้านตัวส่งผ่าน serializer และแปลงสัญญาณซีเรียลกลับเป็นข้อมูลแบบพาราเลลบนด้านตัวรับผ่าน deserializer เพื่อการประมวลผลเพิ่มเติม วิธีการถ่ายโอนข้อมูลที่มีประสิทธิภาพนี้สามารถส่งข้อมูลวิดีโอได้ด้วยความเร็วสูงสุดถึง 6 กิกะบิตต่อวินาที (Gb/s)

ตระกูลอินเทอร์เฟซ GMSL ประกอบด้วยตัวแปลงสัญญาณเป็นซีรีย์และตัวแปลงสัญญาณกลับสำหรับอินเทอร์เฟซต่าง ๆ เช่น HDMI, CSI-2, DSI, DSI แบบไม่สมมาตร, eDP, oLDI และ GMSL1/GMSL2 เดี่ยว/คู่/สี่ทิศทาง ซึ่งสามารถใช้งานได้ทั้งที่อินพุตหรือเอาต์พุต อินเทอร์เฟซ GMSL ถูกออกแบบมาเพื่อให้สามารถส่งข้อมูลผ่านสายโคแอกเชียลเส้นเดียวหรือคู่สายเคเบิลแบบดิฟเฟอร์เรนเชียล (เช่น STP, SPP ฯลฯ) อินเทอร์เฟซ GMSL ถูกออกแบบมาเพื่อให้สามารถส่งข้อมูลผ่านสายโคแอกเชียลหรือสายเคเบิลแบบดิฟเฟอร์เรนเชียล (เช่น STP, SPP ฯลฯ) เพื่อลดจำนวนขาอินพุต/เอาต์พุตและลดการเชื่อมต่อในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์ของข้อมูลและความหน่วงต่ำ เราเคยแนะนำกล้อง GMSL ไปแล้ว ผู้ที่สนใจสามารถดูเพิ่มเติมได้ บทความนี้ .

บทนำเกี่ยวกับอินเทอร์เฟซกล้อง MIPI

MIPI (Mobile Industry Processor Interface) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารซีรีย์ความเร็วสูงที่ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่และใช้งานในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น สมาร์ทโฟน อินเทอร์เฟซ MIPI ครอบคลุมประเภทมาตรฐานของอินเทอร์เฟซหลายแบบ รวมถึง MIPI CSI-2 ซึ่งเป็นอินเทอร์เฟซที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับกล้อง เพื่อถ่ายโอนข้อมูลภาพและวิดีโอระหว่าง โมดูลกล้อง และคอมพิวเตอร์โฮสต์อื่น ๆ ความสามารถในการถ่ายโอนอย่างมีประสิทธิภาพของ MIPI CSI-2 สามารถให้แบนด์วิดท์สูงสุด 6 กิกะบิตต่อวินาที โดยอัตราการส่งจริงสูงถึง 5Gb/s

อินเทอร์เฟซ MIPI CSI-25 มีสายข้อมูลความเร็วสูงหลายเส้นที่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อเซนเซอร์ภาพกับเมนบอร์ดที่ฝังอยู่ ซึ่งช่วยควบคุมและประมวลผลข้อมูลภาพเพื่อสร้างระบบการทำงานร่วมกันของการจับภาพอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ความยาวการเชื่อมต่อมาตรฐานของ MIPI CSI-2 มีข้อจำกัดที่ 30 ซม. ซึ่งทำให้ขาดความยืดหยุ่นในบางสถานการณ์

ข้อได้เปรียบของอินเทอร์เฟซ GMSL เหนืออินเทอร์เฟซกล้อง MIPI

1. ระยะทางการส่ง: เทคโนโลยี GMSL SerDes รองรับระยะการส่งข้อมูลได้ถึง 15 เมตร ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่มากกว่า接口 MIPI CSI-2 ที่สามารถส่งได้เพียง 30 เซนติเมตร
2. ประสิทธิภาพ EMI/EMC: อินเทอร์เฟซ GMSL ปรับปรุงประสิทธิภาพ EMI ของลิงก์ผ่านเอาต์พุตที่สามารถกำหนดค่าได้และฟีเจอร์ spread spectrum นอกจากนี้ยังไม่จำเป็นต้องใช้ spread spectrum clock ภายนอก อินเทอร์เฟซ GMSL ออกแบบให้มีโหมดความทนทาน EMC ช่องทาง (HIM) เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของกล้องวงจรปิด
3. คำขอการส่งซ้ำอัตโนมัติ (ARQ): GMSL ใช้วิธี ARQ เพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของการส่งข้อมูล โดยจะทำการส่งซ้ำอัตโนมัติเมื่อมีการรับข้อมูล ใน GMSL2 ARQ จะทำงานร่วมกับ Cyclic Redundancy Checks (CRC) เพื่อตรวจสอบว่าแพ็กเกจได้รับหรือไม่ ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งของฟังก์ชันควบคุมสำคัญของระบบ
4. ความเข้ากันได้แบบย้อนหลัง: อินเทอร์เฟซ GMSL สนับสนุนการทำงานแบบย้อนหลังได้ (backward compatibility) ทำให้เวอร์ชันใหม่สามารถทำงานบนอินเทอร์เฟซเก่าได้ แม้ว่าจะมีข้อจำกัดบางประการ
5. การสนับสนุนช่องสัญญาณเสมือน: ฟีเจอร์การสนับสนุนช่องสัญญาณเสมือนช่วยให้สถาปัตยกรรม SerDes สามารถจับภาพจากกล้องหลายตัวได้ เซอร์เดสตัวถอดรหัส (Deserializer) สามารถรองรับการถอดรหัสได้สูงสุด 16 ช่องสัญญาณเสมือน และช่องสัญญาณเสมือนยังได้รับการสนับสนุนจาก MIPI CSI-2 และ CSI-3 อีกด้วย
6. แพลตฟอร์มที่เข้ากันได้: กล้อง GMSL ให้การสนับสนุนสำเร็จรูปสำหรับชุดพัฒนา NVIDIA® Jetson™ และแพลตฟอร์ม Rogue, Rudi-AGX และ Rudi NX จาก Connect Tech ซึ่งขับเคลื่อนโดย Jetson Xavier™ NX เพื่อเร่งการสร้างต้นแบบและการใช้งานผลิตภัณฑ์วิชั่น

สรุป

ในด้านผลลัพธ์ แม้ว่าอินเทอร์เฟซกล้องที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบันจะเป็น USB แต่ในกรณีส่วนใหญ่ GMSL เป็นอินเทอร์เฟซกล้องที่เหมาะสมที่สุดสำหรับระบบวิชั่นฝังตัว เช่น หุ่นยนต์ ADAS ระบบขนส่งอัจฉริยะ ฯลฯ อินเทอร์เฟซกล้อง GMSL มีการสนับสนุนที่ดีกว่าสำหรับโดเมนเฉพาะต่าง ๆ ด้วยระยะทางการส่งสัญญาณที่ยาวขึ้นและข้อมูลวิดีโอภาพที่มีความละเอียดสูงและเสถียร

Sinoseen มีประสบการณ์มากมายในด้านการออกแบบและผลิตกล้อง และสามารถให้คำแนะนำ和支持ที่มืออาชีพที่สุดแก่คุณ เพื่อเข้าใจความต้องการของการใช้งานของคุณและมอบวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุด โซลูชันวิชั่นฝังตัวที่เหมาะสมที่สุด กรุณาติดต่อเราได้โดยไม่ต้องกังวล