มิวเคลียร์กล้อง mipi vs มิวเคลียร์กล้อง usb - การเข้าใจความแตกต่าง

MIPI และอินเทอร์เฟซกล้อง USB เป็นประเภทของอินเทอร์เฟซที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในแอปพลิเคชันวิชั่นฝังตัวในปัจจุบัน แม้ว่าด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีวิชั่นฝังตัว จะมีอินเทอร์เฟซใหม่ ๆ ที่สามารถใช้งานได้เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ก็ตาม แน่นอนว่าขึ้นอยู่กับการใช้งาน อินเทอร์เฟซ MIPI และ USB มีข้อดีข้อเสียเป็นของตัวเอง ในบทความนี้ เราจะศึกษาอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับสองอินเทอร์เฟซนี้คือ MIPI และ USB และทำการเปรียบเทียบอย่างละเอียด

คำจำกัดความของโมดูลกล้อง MIPI คืออะไร?

โมดูลกล้อง MIPI เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดกะทัดรัดและเล็กที่รวมเซนเซอร์กล้อง เลนส์ และอินเทอร์เฟซ MIPI เข้าไว้ด้วยกัน เป็นโมดูลหรือระบบกล้องที่ถ่ายโอนภาพจากกล้องไปยังอุปกรณ์โฮสต์อื่นผ่านโปรโตคอลอินเทอร์เฟซ MIPI

อินเตอร์เฟซ mipi

Mipi ย่อมาจาก Mobile Industry Processor Interface และเป็นมาตรฐานการกำหนดประเภทอินเทอร์เฟซสำหรับอุปกรณ์มือถือ เป็นประเภทอินเทอร์เฟซหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดปัจจุบันสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลภาพระหว่างกล้องและอุปกรณ์โฮสต์อื่น ๆ โดยทางเทคนิค mipi สามารถแปลงเป็น usb ได้

อินเทอร์เฟซ MIPI ใช้งานง่ายและหลากหลาย รองรับแอปพลิเคชันหลากหลาย เช่น วิดีโอความละเอียด 1080p, 4k และ 8k และการถ่ายภาพความละเอียดสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในระบบวิชั่นฝังตัว เช่น AR/VR, ระบบการรู้จำท่าทาง, การรู้จำใบหน้า และการเฝ้าระวังด้านความปลอดภัย การพิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับสิ่งที่อินเทอร์เฟซ MIpi คืออะไร?

กล้อง MIPI ทำงานอย่างไร

โมดูลกล้อง MIPI เชื่อมต่อกับอุปกรณ์โฮสต์อื่น ๆ ผ่าน MIPI CSI (Camera Serial Interface) หรือ DSI (Display Serial Interface) มีความละเอียดสูงและใช้พลังงานต่ำ โดยทั่วไปแล้ว DSI จะใช้ในการส่งข้อมูลการแสดงผล ในขณะที่ CSI ใช้ในการส่งข้อมูลภาพและวิดีโอ

อินเทอร์เฟซ MIPI CSI-2

MIPI CSI-2 (Second Generation Camera Serial Interface) เป็นอินเทอร์เฟซที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและใช้งานง่ายกว่าเดิม โดยพัฒนามาจาก mipi อินเทอร์เฟซนี้มีช่องสัญญาณข้อมูลภาพ 4 ช่อง แต่ละช่องให้แบนด์วิดท์ได้ถึง 2.5Gb/s รวมเป็นแบนด์วิดท์สูงสุด 10Gb/s ในแง่ของความเร็ว MIPI CSI-2 เหนือกว่า USB 3.0

MIPI CSI-2 มีโปรโตคอลที่เชื่อถือได้สำหรับการจัดการความละเอียดวิดีโอที่สูงกว่า 1080p ด้วยโปรเซสเซอร์หลายแกน หนึ่งในข้อได้เปรียบหลักคือการใช้ทรัพยากรของ CPU น้อย มันเป็นอินเทอร์เฟซมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ เช่น raspberry pi และ jetson Nano และโมดูลกล้อง raspberry pi ทั้งเวอร์ชัน V1 และ V2 ต่างก็ใช้อินเทอร์เฟซนี้เป็นฐาน

ข้อจำกัดของ MIPI CSI-2

แม้ว่าอินเทอร์เฟซ Mipi CSI-2 จะเป็นอินเทอร์เฟซที่ได้รับความนิยมในปัจจุบันและมีข้อดีหลายประการ แต่ก็ยังมีข้อจำกัดบางประการอยู่ เช่นหนึ่งที่เห็นได้ชัดคือกล้อง MIPI มักจะต้องใช้ไดรเวอร์เพิ่มเติม และหากไม่มีการสนับสนุนที่แข็งแกร่งจากผู้ผลิตระบบ การรองรับเซนเซอร์ภาพจะถูกจำกัด ซึ่งหมายความว่าจะเกิดปัญหาเรื่องความเข้ากันได้ระหว่างกล้อง MIPI กับอุปกรณ์ต่าง ๆ

ประเภทของโมดูลกล้อง MIPI ที่แตกต่างกัน

นอกจาก MIPI CSI-2 แล้ว ยังมีโมดูลกล้อง MIPI ประเภทอื่นๆ ในตลาด เช่น mipi camera csi-2, MIPI CSI-3, MIPI CSI-4 และ MIPI CSI-5 เป็นต้น โดย MIPI CSI-2 เป็นที่ใช้งานกันมากที่สุด ซึ่งรองรับ 4 ช่องทาง ส่วน CSI-3, CSI-4 และ CSI-5 ที่ตามมา รองรับ 8, 16 และ 32 ช่องทางตามลำดับ

อะไรคือโมดูลกล้อง USB?

ไม่เหมือนกับโมดูลกล้อง MIPI โมดูลกล้อง USB เป็นที่นิยมเพราะความหลากหลายและใช้งานง่าย ด้วยคุณสมบัติ plug-and-play ของ USB ทำให้สามารถเชื่อมต่อโมดูลกล้อง USB ได้โดยตรงผ่าน USB จากอุปกรณ์ใด ๆ ที่ใช้งานอยู่ โมดูลกล้อง USB ความเร็วสูงมักถูกใช้สำหรับการประชุมทางวิดีโอ การมองเห็นของเครื่องจักร และอื่น ๆ

พอร์ต USB

อินเทอร์เฟซกล้อง USB เป็นจุดเชื่อมต่อสำคัญระหว่างกล้องและพีซี ด้วยฟังก์ชัน plug-and-play ทำให้กระบวนการตั้งค่าง่ายขึ้นและลดต้นทุนการพัฒนาของระบบวิชั่นแบบฝังตัว อินเทอร์เฟซ USB2.0 มีข้อจำกัดทางเทคนิคและความเข้ากันได้เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีปัจจุบัน ดังนั้น USB3.0 และ USB3.1 Gen 1 จึงได้รับการแนะนำในภายหลัง มีบางสิ่งที่ควรทราบเกี่ยวกับอินเทอร์เฟซกล้อง USB ในบทความก่อนหน้า

หลักการทำงานของโมดูลกล้อง USB

ตามชื่อที่แนะนำ โมดูลกล้อง USB ใช้借口กล้อง USB เพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์โฮสต์ เช่น คอมพิวเตอร์ หรือแท็บเล็ต เป็นต้น อินเทอร์เฟซกล้อง USB มีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดถึง 480 Mbps และมีคุณสมบัติ hot-swappable ซึ่งช่วยให้สามารถถอดโมดูลกล้อง USB ออกได้โดยไม่ต้องปิดระบบโฮสต์

อินเทอร์เฟซ USB3.0

USB3.0 ได้รับการอัพเกรดเพิ่มเติมจาก USB2.0 โดยยังคงรักษาคุณลักษณะเดิมของการเสียบและใช้งานได้ทันที (plug-and-play) และการใช้งานทรัพยากร CPU ต่ำ ในขณะที่ปรับปรุงความน่าเชื่อถืออย่างมาก ทั้ง USB3.0 และ USB3.1 Gen 1 ยังคงรักษาคุณสมบัติยอดเยี่ยมของเวอร์ชันเก่าไว้ ความแตกต่าง ระหว่าง USB 2.0 และ 3.0 สามารถดูได้ในบทความนี้ .

เมื่อใช้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์เพิ่มเติม USB 3.0 สามารถบรรลุอัตราการถ่ายโอนข้อมูลได้ถึง 40 เมกะไบต์ต่อวินาที โดยมีแบนด์วิดธ์สูงสุด 480 เมกะไบต์ ซึ่งสูงกว่า USB 2.0 กว่าสิบเท่า และสูงกว่า Gige สี่เท่า นอกจากนี้ การเสียบและใช้งานได้ทันที (plug-and-play) ยังช่วยให้เปลี่ยนกล้องได้อย่างรวดเร็วหากเกิดปัญหา

ข้อจํากัดของอินเตอร์เฟซ usb 3.0

ในทฤษฎีแล้วไม่มีอินเทอร์เฟซที่สมบูรณ์แบบ ทุกอินเทอร์เฟซมีข้อดีและข้อจำกัด usb3.0 อินเทอร์เฟซก็เช่นกัน usb3.0 ไม่รองรับเซนเซอร์ความละเอียดสูง และระยะการถ่ายโอนข้อมูลที่มีประสิทธิภาพเพียงแค่ 5 เมตร แม้ว่าจะสามารถขยายได้ผ่านเทคโนโลยี แต่การรักษาความน่าเชื่อถือของประสิทธิภาพก็กลายเป็นปัญหาใหญ่

ความแตกต่างหลักระหว่างโมดูลกล้อง MIPI และ USB

1. การใช้พลังงาน: โมดูลกล้อง MIPI ใช้พลังงานน้อยกว่าโมดูลกล้อง USB อินเทอร์เฟซกล้อง csi เป็นมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่ และช่วงการประหยัดพลังงานมีความสำคัญมากในอุปกรณ์เหล่านี้ กล้อง USB มักใช้พลังงานมากกว่า ซึ่งอาจเป็นข้อเสียสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการแหล่งจ่ายไฟและไวต่อพลังงาน
2. ความเร็วในการถ่ายโอน: โมดูลกล้อง MIPI มักมีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลสูงกว่า สี่ช่องทางของ MIPI CSI-2 สามารถส่งข้อมูลได้ 2.5Gbps ต่อช่องทาง ในขณะที่โมดูลกล้อง USB ความเร็วสูงถูกจำกัดโดยมาตรฐาน USB (USB 2.0 หรือ USB 3.0)
3. ความเข้ากันได้: การใช้งานโมดูลกล้องแบบ USB interface มีความเข้ากันได้ดีกว่า มาตรฐาน USB นั้นมีอยู่ทั่วไป การเชื่อมต่อผ่าน USB camera interface สามารถทำให้กล้องทำงานร่วมกับอุปกรณ์หลากหลายได้อย่างไร้รอยต่อ MIPI จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์อินเทอร์เฟซเฉพาะ และสำหรับนักพัฒนาที่ไม่คุ้นเคยกับมาตรฐาน MIPI นี่ถือเป็นความท้าทาย
4. คุณภาพของภาพและการประมวลผล: ในด้านคุณภาพของภาพและการประมวลผล กล้อง MIPI CSI มีประสิทธิภาพดีกว่า เพราะมันเชื่อมต่อโดยตรงกับ Image Signal Processor (ISP) ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำของการทำงานร่วมกัน ลดความล่าช้า และปรับปรุงคุณภาพของภาพได้ กล้อง USB อาจมีปัญหาเรื่องความล่าช้า โดยเฉพาะหาก ISP ไม่ได้ถูกปรับแต่งให้เหมาะสมสำหรับข้อมูลสตรีม USB

ที่นี่ ผมจะทำการวิเคราะห์สรุปเปรียบเทียบระหว่างอินเทอร์เฟซ MIPI CSI-2 และ USB3.0 ในรูปแบบตาราง:

สรุป

สรุปแล้ว อินเทอร์เฟซ USB และ mipi camera มีข้อดีและข้อจำกัดเป็นของตัวเอง เมื่อเราเลือกระหว่างสองตัวเลือกนี้ เราจำเป็นต้องพิจารณาความต้องการจริง งบประมาณ และความยากในการพัฒนาทางเทคนิค นอกจากนี้ผ่านบทความนี้ ผมเชื่อว่าเรามีความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับ USB และ MIPI และหวังว่ามันจะช่วยคุณได้

ผู้ผลิตโมดูลกล้อง - SInoseen

Sinoseen มีประสบการณ์ 16 ปีในอุตสาหกรรมโมดูลกล้อง โดยสนับสนุนการปรับแต่งผลิตภัณฑ์โมดูลกล้องในหลากหลายอินเทอร์เฟซและสาขา ทุกผลิตภัณฑ์โมดูลกล้องรองรับการปรับแต่ง OEM/ODM

บนพื้นฐานของชื่อเสียงและความซื่อสัตย์ เราให้บริการลูกค้าด้วยความจริงใจที่สุดในราคาที่ยุติธรรมและคุณภาพยอดเยี่ยม เราต้องการทำงานร่วมกับคนที่มีความเชื่อเหมือนกันและสร้างความสัมพันธ์ระยะยาว

ตัว Sinoseen Camera Module จะเป็นหนึ่งในตัวเลือกแรกของคุณสำหรับแอปพลิเคชันวิชั่นแบบฝังตัว