Interfața GMSL vs MIPI Camera: diferențe cheie și care este mai bine?

În industrii precum automobile, automatizare industrială și robotică, lățime de bandă ridicată, suport pe distanțe lungi, integritate a datelor, performanțe mai mari și fiabilitatea camerei au fost întotdeauna cerințe cheie . în aceste câmpuri, utilizate în mod obișnuitmodul de camerăinterfaces typically include MIPI CSI-2, USB3.0, and GigE. However, due to the distance between the camera installation location and the main control unit often exceeding 1 meter, and in some cases reaching up to 15 meters, interfaces like MIPI CSI-2 and USB3.0 Lupta pentru a îndeplini cerințele din cauza limitărilor distanței de transmisie. Aici intră în joc avantajele tehnologiei Serializer/Deserializer (SERDES).

Tehnologia SERDES este adoptată pe scară largă în aplicațiile de telecomunicații și comunicare de date datorită ratelor mari de date, suportului pe distanțe lungi și performanței superioare . chiar și în medii industriale și exterioare dure, această tehnologie de legătură serială poate transmite rapid date cu o latență scăzută . datele sunt transmise în principal printr-un singur coaxial sau o pereche diferențială (STP, SPP, etc. minimizarea numărului de pini de intrare/ieșire și interconectări .

Camerele Gigabit Multimedia Serial Link ™ (GMSL) folosesc tehnologia GMSL și GMSL2 (un tip de tehnologie SERDES) pentru a transmite date video de mare viteză, date de control bidirecțional și putere pe un singur cablu coaxial .}

Acest articol va oferi o comparație tehnică detaliată a MIPI și GMSL, două dintre cele mai populare interfețe, aprofundând principiile lor de bază, specificațiile tehnice, avantajele și dezavantajele, precum și scenariile lor ideale de aplicație .

Ce este interfața MIPI?

Înainte de a începe să explorăm diferențele dintre interfețele GMSL și MIPI, să încercăm mai întâi să înțelegem care este interfața MIPI .

MIPI este un protocol standard de mare viteză utilizat pe scară largă în modulele de camere pentru sisteme mobile și încorporate, renumită pentru viteza și eficiența excepțională . Printre acestea, MIPI CSI -2 este cea mai frecvent utilizată interfață pentru conectarea senzorilor de imagine la procesoarele de aplicare în sistemele de viziune reală, oferind o bandă maximă de bandă de 6 gb per secunda 5 GB pe secundă .

Interfața CSI -2 controlează și procesează datele imaginii prin conectarea senzorului de imagine la o placă încorporată, permițând senzorului și placii să funcționeze ca un sistem de camere de colaborare pentru capturarea imaginii . folosește o structură de protocol stratificată, inclusiv stratul fizic, canal de multiplexare, de la stratul de protocol, de la stratul de protocol, de la stratul de straturi, de la stratul de straturi, de la nivelul stratului, și a unui strat de aplicare a stratului de straturi, pentru a aplica, și a aplicației de protocol de jos, de la stratul de protocol de jos, Pixel-to-to-byete. layer. This layered design facilitates efficient data transmission. Its maximum cable length is 30 centimeters. Additionally, MIPI CSI-2 utilizes differential signal technology to achieve high-speed data transmission while minimizing interference and noise, ensuring signal integrity. The interface can be implemented on either stratul fizic mipi d-phy sau c-phy, oferind performanță scalabilă .

Pentru mai multe informații despre interfața camerei MIPI, vizitați:Care este interfața MIPI Camera? Cum funcționează interfața MIPI Camera?

Care este interfața GMSL?

GMSL (Gigabit Multimedia Serial Link) is a proprietary high-speed serial link technology developed by Maxim Integrated (now part of Analog Devices). It is an asymmetric full-duplex SerDes technology, which means it can transmit data at high speeds in the downstream direction while transmitting data at lower speeds in the upstream direction.

Tehnologia GMSL transformă datele paralele într-un flux serial la capătul emițătorului și transformă fluxul serial înapoi în date paralele la capătul receptorului pentru procesarea ulterioară . Una dintre caracteristicile sale cheie este posibilitatea de a transmite simultan videoclipuri, putere, date de control bidirecțional, Ethernet și audio pe un singur cablu coaxial sau cu un power (STP) cablu „STP)” (POC) Capacitatea simplifică cablarea și reduce complexitatea sistemului .

Dezvoltare generațională GMSL:

• GMSL1:Lansat în 2008, susținând ratele de date în jos de până la 3 . 125 Gbps.
• GMSL2:O versiune îmbunătățită a GMSL1, oferind rate de date mai mari (până la 6 Gbps pe canal), o fiabilitate mai mare, o comunicare bidirecțională și funcționalitatea POC . acceptă afișări și camere HD complete cu rezoluție de până la 8 MP .
• GMSL3:Cea mai recentă versiune, introdusă în 2021, prezintă upgrade-uri în lățime de bandă (până la 12 Gbps rata înainte), consum de energie, securitate și suport pentru lungimea cablului . acceptă agregarea cu mai multe camere și fluxuri de afișare multi-canal 4K transmise pe un singur cablu .} canal

Diferențe între interfețele camerei GMSL și interfețele camerei MIPI

Interfața camerei GMSL satisface cererea în creștere a ratelor de date rapide, lățimea de bandă ridicată, integritatea datelor și performanța mai bună EMI/EMC . Vom explora diferențele dintre interfețele GMSL și MIPI pe baza următorilor parametri:

• Performanță EMI/EMC
• Distanța de transmisie
• Funcționalitate automată a cererii de repetare (ARQ)
• Suport canal virtual
• Replicare video
• Compatibilitate înapoi
• Platforme compatibile
• Cost

Performanță EMI/EMC

Interferența electromagnetică (EMI) și alte interferențe nocive au fost întotdeauna provocări pentru modulele camerei, deoarece pot afecta performanța cablurilor, a ansamblurilor PCB și a dispozitivelor electronice din apropiere . pentru a asigura funcționarea stabilă a echipamentului, protecția EMI este esențială ., prin urmare, testarea EMC/EMI trebuie efectuată pentru a se asigura că acestea nu provoacă harman interferență {2}

GMSL's serializer/deserializer ICs incorporate programmable spread-spectrum capabilities and high immunity mode (HIM), ensuring reliable communication in noisy environments. While MIPI also uses differential signals to suppress noise, GMSL's specific design for long cables and harsh environments gives it a significant advantage in terms of EMC tolerance.

Distanța de transmisie

MIPI CSI -2 a fost proiectat pentru integrarea la bord, astfel încât distanța sa de transmisie este strict limitată, de obicei mai puțin de 30 de centimetri . În schimb, GMSL folosește tehnologia SERDES pentru a sprijini distanțe de transmisie de până la 15 metri peste cabluri coaxiale sau STP, și chiar până la 30 de metri cu egale adaptive {{6 Adoptate pe scară largă în medii auto și industriale, unde camerele sunt adesea amplasate departe de procesorul principal .

Funcția automată de cerere de repetare (ARQ)

GMSL integrates the Automatic Repeat Request (ARQ) feature, a powerful error control and data packet recovery method that ensures reliable data transmission by retransmitting unacknowledged data packets. GMSL2 further enhances robustness by combining Cyclic Redundancy Check (CRC). While MIPI CSI-2 includes error correction code (ECC) functionality within Pachetele sale, funcționalitatea ARQ menționată în mod explicit în GMSL evidențiază avantajele sale unice în legăturile de date critice .

Suport canal virtual

Arhitectura Serdes permite captarea cu mai multe camere prin canale virtuale . Mipi CSI -2 și CSI -3 Specificații acceptă canale virtuale . pentru o dublă 4- canal mipi csi-2 configurație, un gmsl deserializerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizerizer. (e.g., MAX9296) can effectively decode up to 16 virtual channel IDs. The deserializer merges all input video streams and outputs them via the CSI-2 interface (using packets identified by virtual channel IDs). Frame synchronization locking must be established aici .

Replicare video

GMSL acceptă modul separator și modul de agregare . Modul separator este definit în mod specific ca un serializator conectat la doi deserializatori, în timp ce modul de agregare este două serializatoare conectate la un deserializator . Aceste două moduri activează o rutare video flexibilă și eficientă, care necesită în special sistemele care necesită un nivel 3 mai multe fluxuri de camere .

MIPI CSI -2 acceptă până la 32 de canale virtuale pentru a se adapta senzorilor de imagine cu diverse tipuri de date, permițând fuziunea senzorilor multi-expunere și multi-rază și poate utiliza mai multe canale pentru configurațiile multi-camere ., cu toate acestea, „separat” și „se separator” și „agregator” sunt caracteristici unice ale GMSL .}}}}}}} „moduri” sunt caracteristici unice ale GMSL .}}}} „Agregator” sunt caracteristici unice ale GMSL {{

Compatibilitate înapoi

Interfețele GMSL1 și GMSL2 acceptă moduri de compatibilitate înapoi . Acest mod de compatibilitate înapoi GMSL1 permite componentelor GMSL2 SERDE să funcționeze compatibil cu generația anterioară GMSL 1. Modul de compatibilitate înapoi GMSL2 funcționează în mod similar ., cu toate acestea Moduri . Cu toate acestea, anumite caracteristici GMSL2 pot să nu fie disponibile atunci când funcționează în modul GMSL1 .

Platforme compatibile

GMSL acceptă kiturile de dezvoltare NVIDIA® Jetson ™ existente, precum și platformele de conectare tehnologice bazate pe Jetson Xavier ™ NX, inclusiv Rogue, Rudi-Agx și Rudi nx ., acestea permit prototiparea rapidă și desfășurarea de produse care susțin toate dezvoltările vizuale . interfața UART să fie compatibilă cu toate dezvoltările vizuale {{ Dispozitive prin intermediul mai multor pachete de date UART . Pe de altă parte, interfața MIPI® CSI este acceptată pe scară largă într -o serie de kituri de dezvoltare, inclusiv Jetson ™ Nano, TX2 și Agx Xavier .

Cost

Pentru aplicații pe distanțe lungi, camerele GMSL cu cabluri mai lungi pot oferi performanțe mai bune, dar acest lucru nu este neapărat cazul pentru aplicații pe distanțe scurte ., deoarece modulele de camere GMSL folosesc cabluri mai lungi pentru transmisie și trebuie să mențină performanțe ridicate, acestea sunt mai scumpe decât MIPI și USB Camera Modules . Cu toate acestea, utilizând o coaxială a cablurilor, în loc de cabluri de tip s-au pentru SERDES, care folosesc cabluri coaxiale Avantaj . Cablurile coaxiale sunt mai ieftine, mai ușoare, mai flexibile și au pierderi mai mici la frecvențe mari . În MIPI, introducerea C-Phy℠ are costuri reduse de sistem . Cu toate acestea, în unele cazuri, pot apărea costuri suplimentare de dezvoltare dacă nu există șoferi de cameră MIPI.}}}}

Pe lângă MIPI și GMSL, USB este, de asemenea, una dintre cele mai populare interfețe de cameră . Dacă doriți să comparați camerele MIPI cu camerele USB, vă rugăm să consultațiComparația detaliată a camerelor MIPI și a camerelor USB.

Pentru a învăța cum să selectați interfața potrivită pentru sistemele de viziune încorporate, vizitațiCum se selectează modulul de cameră potrivit pentru sistemele de viziune încorporate .

Pentru a înțelege mai bine diferențele cheie între interfețele camerei GMSL, MIPI și USB, tabelul de mai jos oferă o comparație cuprinzătoare a caracteristicilor .

Aplicațiile de vedere încorporate prioritizează de obicei interfețele GMSL

As mentioned above, interfaces such as MIPI or USB are insufficient for applications that require long-distance transmission of large amounts of image or video data. Below, we will explore some common camera-based applications where GMSL interfaces are preferred over other interfaces.

Robotică

Roboții mobile autonomi (AMR) sunt folosiți în mod obișnuit în diferite sarcini automatizate, cum ar fi depozitarea și fabricația ., pot satisface o varietate de nevoi imagistice . în AMR, ratele de cadru ridicate și expunerea scăzută sunt factori cheie care trebuie luați în considerare atunci când selectați un modul de cameră . 4} modul în care sunt menționate modulele suite pentru acest scop { Mai devreme, pot transmite date până la 15 metri distanță de gazdă .

Sisteme inteligente de transport

Intelligent transportation systems utilize sensors, cameras, routers, and other technologies to improve traffic management and enhance safety. This application requires long-distance transmission of captured image and video data. Therefore, the GMSL interface, equipped with a 15-meter cable and multi-camera capture functionality, can be used to reliably transmit data to the host Platforma .

Sisteme avansate de asistență a șoferului

Sistemele ADAS ajută la îmbunătățirea siguranței rutiere ., de asemenea, îmbunătățesc experiența de conducere prin caracteristici precum poziționarea benzii, asistența de parcare și evitarea coliziunii . cu avantajele discutate în acest articol, tehnologia GMSL SERDES îndeplinește cerințele de bază ale sistemelor ADAS, cum ar fi fiabilitatea ridicată și flexibilitatea, permițând transmiterea semnalului camerei necomprimate .}, permițând transmiterea semnalului camerei necomprimate .}}

Modulele camerei GMSL de la MuchVision

MuchVision oferă o varietate de module de camere adecvate pentru diverse aplicații . prezintă HDR, IP66/67- carcase nominale, obturator global și obturator rulant, precum și suprimare de pâlpâie de LED . Sunt, de asemenea, compatibile cu Kits de dezvoltare a Jetson .} Module . Dacă proiectul dvs. implică selectarea camerelor GMSL, nu ezitați să navigațiLista noastră de produsesaucontactaţi-nedirect .