מהו ממשק ה- MIPI? איך זה עובד?

מָבוֹא

במערכות ראייה משובצות, יש חשיבות עליונה להעברה יעילה של נתוני תמונה. ממשק MIPI ממלא תפקיד מרכזי בתהליך זה. יתכן ששמעת על זה בסמארטפונים, מל"טים, מצלמות רכב או מכשירי קצה תעשייתי. אז מהו ממשק MIPI? איך מצלמת MIPI עובדת? מאמר זה יספק ניתוח מפורט של טכנולוגיית MIPI, ובמיוחד את התקן MIPI CSI -2, ויתעמק בתהליך כולו שלמצלמות MIPIמלכידת תמונה ועד העברת נתונים.

מהו ממשק ה- MIPI?

MIPI מייצג ממשק מעבד התעשייה הנייד. זה לא ממשק אחד אלא קבוצה של מפרטים שפותחה על ידי MIPI Alliance כדי לספק תקן ממשק אחיד למעבדים, ציוד היקפי וחיישנים במכשירים ניידים ומוטמעים. ברית MIPI היא ארגון שיתופי פעולה עולמי הכולל מאות חברות טכנולוגיה. המשימה שלה, שנוסדה בשנת 2003, היא להגדיר ולקדם מפרטי ממשק חומרה ותוכנה כדי לפשט את שילוב הרכיבים במכשירים ניידים ומכשירים שהושפעו מהטכנולוגיה הניידת. זה כולל ממשקים למצלמות, תצוגות, מעבדים\/GPUs, חיישנים וזיכרון.

יעדי ליבה של מפרט MIPI

• להשיג סטנדרטיזציה של חיבור בין חיבורי:ספק שיטה נפוצה לרכיבים ממשקיים מספקים שונים.
• להאיץ זמן לשוק:פשט תהליכי תכנון ושילוב.
• להפחית עלויות:צער מיטוב שילוב רכיבים ומורכבות המערכת.
• שפר את הביצועים:להבטיח רוחב פס גבוה, צריכת חשמל נמוכה ותקשורת הפרעות אלקטרומגנטיות נמוכות (EMI).

עבור מצלמות, המפרט MIPI הרלוונטי והמאומץ ביותר הוא MIPI CSI -2 (ממשק סידורי מצלמה -2).

ההתפתחות של ממשקי MIPI

Mipi csi -1

CSI -1 הוא ארכיטקטורת הממשק הסטנדרטי המקורי של MIPI, המגדיר את ממשק החיבור ביןמודולי מצלמהומעבדים מארחים.

Mipi csi -2

CSI -2 שוחרר לראשונה בשנת 2005 וכולל שכבות פרוטוקול מרובות, כגון:

• שכבה פיזית
• שכבת מיזוג נתיב
• שכבת פרוטוקול ברמה נמוכה
• שכבת המרת פיקסל לשכבה
• שכבת יישום

במחצית השנייה של 2017 שוחררה הגרסה השנייה של MIPI CSI -2, ותומכת ב- RAW -16 ו- RAW {}}} עומק צבע. בנוסף, הוא תומך בהגדלת מספר הערוצים הווירטואליים בין 4 ל 32, להפחית למעשה את ההשהיה ושיפור יעילות ההעברה (LRTE).

הגרסה השלישית של MIPI CSI -2 שוחררה בשנת 2019 ותומכת בעומק הצבע {2}}}}.

Csi -3

MIPI CSI -3 שוחרר לראשונה בשנת 2012, ואחריו הגרסה הבאה בשנת 2014. היא מספקת פרוטוקול דו כיווני מהיר ביותר להעברת תמונה ווידאו בין מצלמות למארחים.

מבין שלושת הסוגים הללו, MIPI CSI -2 הוא הממשק הנפוץ ביותר ביישומים ניידים ומרוחקים כמו נהיגה אוטונומית, מל"טים וראיית מחשב.

תכונות המפתח של ממשק MIPI CSI -2

• העברת נתונים סדרתית במהירות גבוהה:CSI -2 משתמש באותות דיפרנציאליים במהירות גבוהה (D-PHY או C-PHY) כדי להעביר נתוני תמונה ברוחב פס גבוה במיוחד. זה הופך אותו לאידיאלי לשידורברזולוציה גבוההותמונות בקצב גבוה.
• צריכת חשמל נמוכה:עיצוב ממשק MIPI מתעדף את צריכת החשמל הנמוכה, שהיא קריטית עבור מכשירים ניידים ומוטמעים המונעים על ידי סוללות.
• ספירת סיכה נמוכה:בהשוואה לממשקים מקבילים מסורתיים, MIPI CSI -2 משתמש בפחות סיכות, ועוזר להפחית את גודל ה- PCB והורדת העלויות.
• תקשורת מבוססת מנות:MIPI CSI -2 משתמש במנות לתקשורת, כאשר כל מנות המכילות פורמט נתונים וקוד תיקון שגיאות (ECC) כדי להבטיח העברת נתונים אמינה.
• תצורת ערוץ גמישה:תומך בערוצי נתונים 1, 2, 4 או יותר (נתיבים), ומאפשר תצורה גמישה על בסיס דרישות רוחב הפס.

לסיכום, MIPI CSI -2 הוא ממשק מצלמה המחבר חיישני תמונה ללוחות אם משובצים, המיועד לבקרה ועיבוד יעילים ואמינים של נתוני תמונה.

מדוע לבחור ב- MIPI CSI -2 על פני USB?

תיאורטית, רוחב הפס המרבי של ממשק USB הוא 5 ג'יגה -בייט לשנייה. עם זאת, רוחב הפס האמיתי שניתן להשיג הוא כ -3.6 ג'יגה -בייט לשנייה.

זה מגביל את היכולת של מערכות חזותיות ברוב היישומים להעביר במהירות נתוני תמונה למשימות עיבוד וניתוח שונות. CSI -2 מטפל בבעיה זו. הוא מציע רוחב פס מרבי של 6 ג'יגה -בייט\/ש ', עם רוחב פס בר השגה של כ -5 ג'יגה -בייט\/שניות. בהשוואה לממשק USB רגיל, CSI -2 מאפשר עיבוד יעיל ומהיר יותר.

MIPI CSI -2 תומך ביישומים בעלי ביצועים גבוהים והדמיה ברזולוציה גבוהה. זה יכול להעביר בצורה חלקה תמונות וסרטונים בפורמטים 1080p, 4K ו- 8K. זה מתאים הן לפריסה של מצלמה יחידה והן לפריסה רב-מצלמת. MIPI CSI -2 מספק גם יכולות תפיסת מכונה משופרות על פני מספר יישומים.

איך מצלמת ה- MIPI עובדת?

באופן כללי, לוחות פיתוח במערכות חזותיות תומכים ב- MIPI CSI -2 וניתן להשתמש בהם בשילוב עם פתרונות חיישנים חכמים אחרים. בנוסף, הם תואמים לוחות מעבד שונים.

MIPI CSI {{0}} תומך בתקשורת בין השכבה הפיזית MIPI D-PHY למעבד היישומים או מערכת-על-שבב (SOC). ניתן ליישם אותו בשכבה הפיזית Mipi C-Phy℠ V2.0 או Mipi D-Phy℠ V2.5. כתוצאה מכך, ביצועיה מאפשרים הרחבת הערוצים.

במצלמת MIPI חיישן המצלמה לוכד תמונות ומעביר אותן למארח CSI -2. במהלך העברת תמונה, התמונות מאוחסנות בזיכרון כמסגרות בודדות. כל מסגרת מועברת דרך ערוץ וירטואלי. לאחר מכן, כל ערוץ מפוצל למספר קווים, כאשר קו אחד מועבר בכל פעם. זה מאפשר העברת תמונה מלאה מאותו חיישן תמונה, אך עם זרמי פיקסל מרובים.

MIPI CSI -2 מתקשר באמצעות מנות הכוללות פורמט נתונים וקוד תיקון שגיאות (ECC). מנות יחידה חוצה את שכבת ה- D-PHY ואז מפוצלת למספר הנדרש של ערוצי הנתונים. ה- D-PHY פועל במצב במהירות גבוהה ומעביר את המנה למקלט דרך הערוצים.

המקלט CSI -2 מצויד בשכבה פיזית D-PHY כדי לחלץ ולפענח את מנות הנתונים. תהליך זה הוא מסגרת חוזרת על ידי מסגרת מהמכשיר CSI -2 למארח באמצעות יישום יעיל וחסכוני.

מַסְקָנָה

ממשק MIPI, ובמיוחד MIPI CSI -2, משמש כגשר הקריטי המחבר חיישני תמונה למעבדים. באמצעות העברת נתונים סדרתית יעילה, בעלת עוצמה נמוכה, היא מאפשרת למערכות ראייה משובצות מודרניות ללכוד, לעבד ולפרש מידע חזותי מורכב. הבנת מהו ממשק ה- MIPI וכיצד פונקציית מצלמות MIPI מהווה את הבסיס לבחינת טכנולוגיות הדמיה ניידות ומוטמעות, ומספקת יכולות חזותיות חזקות למגוון רחב של יישומים מסמארטפונים וכלה ברכבים אוטונומיים.

מודול המצלמה של MIPI של MIPVISION

עם למעלה מעשר שנים של ניסיון ומומחיות בשדה הראייה המשובץ, Muchvision פיתחה יותר מ- 40 מודולי מצלמת MIPI התואמים לכל פלטפורמות העיבוד המיינסטרים. אָנָאעיין במוצר מצלמת הראייה המוטבעת שלנותיק למידע נוסף.