Serial Peripheral Interface หรือ SPI เป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่ใช้ในระบบฝังตัวเพื่อเชื่อมต่อโปรเซสเซอร์กับอุปกรณ์ภายนอก เช่น เซ็นเซอร์ กล้อง และจอแสดงผล กล้อง SPI ใช้มาตรฐานนี้ในการถ่ายโอนข้อมูลภาพ

ในโลกของระบบฝังตัวและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ กล้อง SPI (Serial Peripheral Interface) ได้รับความนิยมอย่างมากเนื่องจากความเรียบง่าย.

พื้นฐานของการสื่อสาร SPI

ก่อนที่จะไปยังรายละเอียดของกล้อง SPI เหล่านี้ ก่อนอื่นเรามาทําความเข้าใจแนวคิดหลักของการสื่อสาร SPI กันก่อน SPI เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมแบบซิงโครนัสที่ช่วยให้อุปกรณ์สามารถสื่อสารกันโดยแบ่งปันข้อมูลในระยะทางสั้น ๆ โดยปกติแล้วจะแสดงออกผ่านอุปกรณ์หลัก (เช่นไมโครคอนโทรลเลอร์) และอุปกรณ์รองอย่างน้อยหนึ่งเครื่อง (เช่นเซ็นเซอร์หรืออุปกรณ์ต่อพ่วง)

การสื่อสาร SPI อาศัยสัญญาณสําคัญสี่สัญญาณ:

• SCK (นาฬิกาอนุกรม): สัญญาณนี้สร้างขึ้นโดยแกดเจ็ตหลัก และถือเป็นแหล่งสัญญาณนาฬิกาที่ซิงโครไนซ์สําหรับกระบวนการถ่ายโอนข้อมูล
• MOSI (Master Out Slave In): แกดเจ็ตหลักจะส่งข้อมูลไปยังแกดเจ็ตทาสโดยสัญญาณนี้
• MISO (Master In Slave Out): อุปกรณ์รองส่งข้อมูลกลับไปยังอุปกรณ์หลักโดยใช้สัญญาณนี้
• SS (Slave Select): สัญญาณนี้เป็นสัญญาณการเลือกที่ใช้ในการระบุอุปกรณ์รองเฉพาะสําหรับมาสเตอร์เพื่อสื่อสารด้วย

ทําความเข้าใจกับกล้อง SPI

ตอนนี้มีแนวคิดว่าการสื่อสาร SPI ทํางานอย่างไรเราจะเจาะลึกหัวข้อนี้ต่อไปโดยเจาะลึกกล้อง SPI กล้อง SPI กล้องเป็นโมดูลเซ็นเซอร์ภาพชนิดหนึ่งที่มีเซ็นเซอร์ภาพ เลนส์ และอินเทอร์เฟซคลัสเตอร์อนุกรม (SPI) รวมอยู่ในแพ็คขนาดกะทัดรัด กล้องเหล่านี้ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อถ่ายภาพหรือบันทึกวิดีโอ จากนั้นส่งข้อมูลไปยังโปรเซสเซอร์หรือไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อดําเนินการปักหมุดหรือจัดเก็บเพิ่มเติม

กล้อง SPI มีข้อดีหลายประการที่ทําให้เหมาะสําหรับการใช้งานที่หลากหลาย:

• การบูรณาการอย่างง่าย: กล้อง SPI มีโปรโตคอลการสื่อสารอย่างง่ายที่ใช้เพียงสี่สาย - นาฬิกา (SCLK), อินพุตสเลฟเอาต์พุตหลัก (MOSI), เอาต์พุตทาสอินพุตหลัก (MISO) และการเลือกทาส (SS) ทําให้การเชื่อมต่อง่ายและพินน้อยลง ดังนั้นจึงสามารถเชื่อมต่อกับระบบที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย
• ขนาดกะทัดรัด:กล้อง SPI มีขนาดกะทัดรัดเนื่องจากอินเทอร์เฟซใช้พินไม่กี่พินเมื่อเทียบกับกล้อง USB หรือ GigE Vision ช่วยประหยัดพื้นที่บอร์ด ดังนั้นจึงสามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์พกพา อุปกรณ์ IoT (Internet of Things) หุ่นยนต์ และระบบขนาดกะทัดรัดอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย
• ใช้พลังงานต่ํา: กล้อง SPI ได้รับการออกแบบมาให้ทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้พลังงานต่ํา ทําให้เหมาะสําหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
• การจับภาพแบบเรียลไทม์: กล้อง SPI สามารถถ่ายภาพหรือเฟรมวิดีโอแบบเรียลไทม์ ดังนั้นจึงสามารถนําไปใช้โดยตรงสําหรับการศึกษาหรือวิเคราะห์ข้อมูลในแหล่งกําเนิด นี่เป็นสิ่งสําคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับระบบที่จับการเฝ้าระวัง แมชชีนวิชัน การตรวจจับวัตถุทุกประเภท
• ความยืดหยุ่นในการตั้งค่าภาพ: สําหรับกล้อง SPI หลายตัว พารามิเตอร์ที่ปรับได้อาจประกอบด้วยความละเอียด อัตราเฟรม การเปิดเผย และตัวเลือกเกน ความลื่นไหลนี้ช่วยให้ผู้ใช้ได้ภาพที่มีคุณภาพสูงสุดโดยการปรับให้เข้ากับความต้องการเฉพาะของตน

นอกจากนี้ กล้อง SPI ยังมีข้อได้เปรียบทางเทคนิคหลายประการ:

• การสื่อสารเป็นแบบซิงโครนัส โดยมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่ขอบขึ้น/ลงของสัญญาณนาฬิกาที่ส่งโดยโปรเซสเซอร์หลัก
• SPI รองรับทาสหลายตัวโดยใช้สาย SS ที่ไม่ซ้ํากัน ทําให้สามารถเชื่อมต่อกล้อง/อุปกรณ์ต่อพ่วงหลายตัวผ่านมาสเตอร์เดียว
• ความเร็วในการถ่ายโอนมีตั้งแต่หลายร้อย Kbps ถึงหลายสิบ Mbps ขึ้นอยู่กับความเร็วสัญญาณนาฬิกา ซึ่งเร็วพอสําหรับการใช้งานด้านการมองเห็นจํานวนมาก
• กล้อง SPI ต้องการชิปภายนอกน้อยกว่า USB/Ethernet และมีการเชื่อมต่อที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ําเหมาะสําหรับกรณีการใช้งานแบบฝังตัว

การบูรณาการและการสนับสนุนซอฟต์แวร์

การสนับสนุนซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการรวมกล้อง SPI

กล้อง SPI ส่วนใหญ่มีไลบรารีหรือ API (Application Programming Interfaces) พร้อมฟังก์ชันและคําสั่งในตัวสําหรับการทํางานของกล้อง ไลบรารีดังกล่าวมักใช้ร่วมกับระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ยอดนิยมและเครื่องมือพัฒนา ซึ่งทําให้ขั้นตอนการรวมซอฟต์แวร์เป็นเรื่องง่าย

นอกจากนี้ กล้อง SPI บางรุ่นยังมีฟังก์ชันการประมวลผลภาพภายในโมดูลกล้องซึ่งจะช่วยลดภาระของระบบบน CPU หรือไมโครคอนโทรลเลอร์โฮสต์ ตัวอย่างเช่น กล้องเหล่านี้อาจมีฟังก์ชันต่างๆ เช่น การบีบอัดภาพ การปรับสี หรือแม้แต่อัลกอริธึมการวิเคราะห์ภาพระดับแรก

บทสรุป

กล้อง SPI ให้คําตอบที่พร้อมใช้งานและอเนกประสงค์สําหรับการส่งภาพถ่ายหรือวิดีโอในระบบฝังตัว ในความเป็นจริงความเรียบง่ายและออกแบบมาเพื่อการใช้พลังงานต่ําความสามารถแบบเรียลไทม์ยังเข้ากันได้กับแอพพลิเคชั่นมากมาย ตั้งแต่การสร้างระบบเฝ้าระวังไปจนถึงการสร้างแอปพลิเคชันแมชชีนวิชันหรือโครงการ IoT กล้อง SPI เป็นอุปกรณ์ต้นทุนต่ําและสะดวกในการแก้ปัญหาเหล่านี้ ในกรณีของวิศวกรรมและซอฟต์แวร์รองรับกล้องวิดีโอ SPI โอกาสในการจับภาพและวิเคราะห์ภาพด้วยภาพในระบบการมองเห็นแบบฝังตัวของคุณนั้นไม่มีขีดจํากัด

Sinoseen มีประสบการณ์มากมายในการออกแบบและผลิตกล้อง และสามารถให้คําปรึกษาและการสนับสนุนอย่างมืออาชีพที่สุดแก่คุณ โดยทําความเข้าใจความต้องการในการใช้งานของคุณ เพื่อให้คุณได้รับโซลูชันการมองเห็นแบบฝังตัวที่เหมาะสมที่สุด หากคุณต้องการโปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา.

คำถามที่ถามบ่อย

Q1:การสื่อสาร SPI คืออะไร และเกี่ยวข้องกับกล้อง SPI อย่างไร

การสื่อสาร SPI เป็นโปรโตคอลที่ใช้ในระบบฝังตัวสําหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ กล้อง SPI ใช้โปรโตคอลนี้เพื่อส่งข้อมูลภาพไปยังโปรเซสเซอร์หรือไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อการประมวลผลหรือจัดเก็บต่อไป คําถามที่พบบ่อยนี้กล่าวถึงความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับการสื่อสาร SPI และความเกี่ยวข้องกับกล้อง SPI

Q2: ข้อดีของการใช้กล้อง SPI ในระบบฝังตัวคืออะไร?

กล้อง SPI มีข้อดีหลายประการรวมถึงการรวมที่ง่ายเนื่องจากความต้องการการเดินสายน้อยที่สุดขนาดกะทัดรัดเหมาะสําหรับอุปกรณ์พกพาการใช้พลังงานต่ําเหมาะสําหรับการใช้งานที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่การจับภาพแบบเรียลไทม์สําหรับการเฝ้าระวังและแมชชีนวิชันและการตั้งค่าภาพที่ยืดหยุ่นเพื่อคุณภาพที่ดีที่สุด คําถามที่พบบ่อยนี้เน้นถึงประโยชน์หลักของกล้อง SPI สําหรับผู้ใช้ที่พิจารณารวมเข้ากับระบบฝังตัว

Q3: ฉันจะรวมกล้อง SPI เข้ากับโครงการของฉันได้อย่างไร และมีการสนับสนุนซอฟต์แวร์ใดบ้าง

การรวมกล้อง SPI เข้ากับโครงการเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อกับระบบไมโครคอนโทรลเลอร์และใช้ไลบรารีซอฟต์แวร์หรือ API ที่ผู้ผลิตกล้องจัดหาให้ ไลบรารีเหล่านี้มีฟังก์ชันสําหรับการทํางานของกล้อง การจับภาพ และการปรับการตั้งค่า ทําให้กระบวนการผสานรวมง่ายขึ้น นอกจากนี้ กล้อง SPI บางตัวยังมีฟังก์ชันการประมวลผลภาพออนบอร์ด ซึ่งช่วยลดภาระงานบนไมโครคอนโทรลเลอร์โฮสต์ คําถามที่พบบ่อยนี้จะแนะนําผู้ใช้เกี่ยวกับกระบวนการผสานรวมและการสนับสนุนซอฟต์แวร์ที่พร้อมใช้งานสําหรับกล้อง SPI