Arrêtez de faire des choix à l'aveugle ! Le guide ultime pour la sélection d'interfaces de caméra : de MIPI à GMSL

Pour être honnête, pour les amis qui travaillent sur des projets d'intégration ou d'IA, quand ils voient une table pleine d'interfaces de caméra bizarres pour la première fois, leurs pensées intérieures sont probablement:"Ils sont tous uniquement pour transmettre des images. Faut-il vraiment qu'ils soient si divers?Certains sont livrés avec des câbles plats colorés, d'autres ressemblent aux vieux câbles coaxiaux dans les ascenseurs, et d'autres ont même un câble Ethernet.Ce ne sont pas des fabricants qui font délibérément des choses difficiles.Le choix de l'interface se résume essentiellement à un compromis entre quatre facteurs: bande passante, distance, latence et coût.Aujourd'hui, nous ne perdrons pas de temps sur le jargon des manuels. Passons directement au but et parlons du fonctionnement de ces interfaces..

DVP est comme un vieux "boulevard côte à côte", composé de 8 à 16 lignes de données, plus une ligne d'horloge et des lignes de signaux de synchronisation.où les données sont transmises de manière ordonnée comme une formation de personnes marchant en file d'attente.

Les avantages: Son plus grand mérite réside dans sa simplicité et sa simplicité. Il transmet des signaux de niveau brut sans avoir besoin d'une logique de codage et de décodage complexe.et même les microcontrôleurs bas de gamme peuvent facilement le gérer.

Les défauts: son plafond de performances est assez bas. Avec plusieurs lignes disposées en parallèle, lorsque la vitesse de transmission augmente (c'est-à-dire que la fréquence augmente), il est possible deIl y aura une forte distorsion entre les lignes.Une fois la fréquence augmentée, l'écran sera rempli d'un bruit de flocon de neige.

Scénarios d'application: Aujourd'hui, le DVP est essentiellement revenu à un rôle secondaire, principalement utilisé dans les scanners de codes-barres, les jouets à faible pixel ou les scénarios d'acquisition de données de capteurs simples.Si votre projet ne nécessite que la numérisation de codes QR, le DVP reste le choix le plus rentable.

Pourquoi les téléphones portables peuvent-ils filmer des vidéos 4K ou même 8K? Tout cela grâce à MIPI. Il adopte le mode de transmission différentielle à basse oscillation de MIPI D-PHY / C-PHY.Vous pouvez le considérer comme "un type de signal différentiel qui est plus délicat que le LVDS mais plus efficace"Il ne s'agit plus d'une formation ordinaire, mais plutôt de groupes de "forces spéciales d'élite" hautement coordonnés, tordus les uns autour des autres.Il possède une capacité anti-interférence extrêmement forte et une efficacité de transmission de données incroyablement élevée.Par exemple, tous les modèles de nos tableaux de développement Neardi sont équipés d'interfaces de caméra MIPI.

LKB3576 Conseil de développement

Les avantagesUne bande passante extrêmement élevée combinée à une consommation d'énergie extrêmement faible peut transmettre un volume étonnant de données avec une perte d'énergie minimale.il est connecté directement au fournisseur de services Internet (processeur de signal d'image) à l'intérieur du SoCCela signifie que dès que l'image arrive, le FAI peut immédiatement prendre en charge les tâches de traitement (color grading, denoising, sharpening) sans impliquer le processeur du tout.

Les défautsLa distance de transmission ne peut généralement dépasser 30 centimètres; le signal sera perdu si les traces de PCB sont acheminées même un peu trop loin.Le débogage MIPI est un cauchemar pour tous les développeurs. Vous devez gérer la logique complexe de la couche physique D-PHY ou C-PHY., et aussi optimiser ces fichiers de paramètres de qualité d'image.

Scénarios d'application: Il s'agit de l'interface de base pour les téléphones mobiles, les tablettes et les boîtes d'IA intégrées (RK3576/Raspberry Pi).Le MIPI est généralement le choix le plus professionnel et le plus efficace pour les scénarios de connexion directe à bord.

Les appareils photo USB reposent sur le protocole UVC (USB Video Class), permettant une sortie d'image plug-and-play.et la couche système a déjà terminé l'adaptation du pilote UVC. Même si vous n'avez pas un module MIPI coûteux à portée de main, vous pouvez directement connecter une caméra USB à la carte Neardi et toujours exécuter les algorithmes en douceur.

LPB3588 Ordinateur intelligent

Les avantagesPour la vérification des algorithmes et les démonstrations en laboratoire, vous pouvez obtenir des images en 5 minutes.Ce qui en fait un sauveur pour les développeurs.En outre, il est extrêmement peu coûteux, vous pouvez utiliser n'importe quel appareil photo acheté facilement dans un magasin local.

Les défauts: sa commodité vient au détriment des ressources du processeur. les données d'image brutes transmises via USB sont excessivement grandes; l'USB 2.0 ne peut tout simplement pas les gérer.la caméra comprimera d'abord les images en utilisant MJPEG ou HEn conséquence, votre processeur doit allouer une partie significative de sa puissance de calcul à la décompression.le processeur est déjà tendu de décoder les trames avant même de commencer l'inférence du modèleSi le SoC prend en charge le décodage matériel VPU et que les pilotes correspondants sont correctement configurés, la charge du processeur des caméras USB peut être considérablement réduite,mais la latence globale ne peut toujours pas correspondre à celle du MIPIEn outre, le processus de compression et de décompression introduit une latence perceptible allant de dizaines à centaines de millisecondes.

Scénarios d'application: vidéoconférence, caméras informatiques externes, démonstration d'algorithmes en laboratoire et simple contrôle de la qualité industrielle.Si vos exigences de performance en temps réel ne sont pas extrêmement strictes et que l'hôte a une puissance de calcul excédentaire, l'USB est un choix parfaitement viable.

Lorsqu'il est nécessaire d'installer une caméra sur le plafond d'une cafétéria ou même à un carrefour de plusieurs kilomètres, un câble Ethernet est presque le choix le plus universel et le plus mature.Pour répondre à une concurrence aussi fortePour répondre aux besoins de surveillance à longue distance, les fabricants de matériel n'ont épargné aucun effort dans la configuration des interfaces.Prenons l'exemple de l'ordinateur intelligent LPM3588 de Neardi, conçu sur mesure pour le marché du NVR (enregistreur vidéo réseau)., il dispose de configurations extrêmement puissantes: il prend en charge jusqu'à 5 ports Gigabit Ethernet (1000M) et 1 port Fast Ethernet (100M).Cette conception est simplement construite pour "alimenter" plusieurs caméras réseau haute définition; même si 6 canaux ou plus de flux vidéo haute définition arrivent simultanément, la bande passante Gigabit peut facilement les gérer sans aucun goulot d'étranglement.

LPM3588 ordinateur NVR

Les avantages: Distance de transmission extrêmement longue (classe de 100 mètres), qui peut être prolongée indéfiniment par des commutateurs.Le plus populaire parmi les développeurs est sa prise en charge PoE. Un câble Ethernet gère à la fois l'alimentation et la transmission de données.La conception multi-ports comme celle du LPM3588 élimine le besoin d'un interrupteur externe, simplifiant grandement la complexité du câblage des systèmes NVR.

Les défauts: Relativement haute latence. Parce que les images doivent passer par la compression, l'emballage réseau, la transmission, puis la décompression.Les caméras Ethernet sont légèrement plus lentes en termes de vitesse de réponse..

Scénarios d'application: surveillance de la sécurité, villes intelligentes, statistiques sur les flux de personnes dans les cafétérias/supermarchés et réseautage à distance interrégional.la plupart des caméras installées sur les murs ou les poteaux utilisent cette interface.

Dans les ateliers d'usine, les mines ou les véhicules en mouvement à grande vitesse, les interfaces ordinaires peuvent à peine durer une demi-journée.comment maintenir des signaux propres dans un environnement électromagnétique bruyantEt comment transmettre des signaux à la fois loin et vite?

Beaucoup de gens pensent que les " signaux analogiques " auraient dû être confiés aux musées il y a longtemps, mais AHD a forcé un créneau dans l'ère numérique.Il utilise la technologie de porteuse haute fréquence pour compresser des signaux vidéo haute définition dans les câbles coaxials à l'ancienneEn outre, il est extrêmement robuste. Dans les environnements à vibrations élevées et à fortes interférences comme les véhicules spéciaux (tels que les excavatrices, les camions déchargeurs et les bus),les interfaces numériques complexes sont sujettes à des pannes d'écran dues à un relâchement ou à des ondes électromagnétiquesLa carte de développement LPA3588 de Neardi est spécialement conçue pour de tels scénarios, prenant en charge jusqu'à 8 canaux d'entrée de caméra 1080P AHD.Imaginez un véhicule sanitaire ou logistique équipé de 8 caméras à l'avant., arrière, gauche, droite, haut et bas, le LPA3588 peut recevoir de manière stable les 8 canaux de signaux, et avec le NPU du RK3588, effectuer une prédiction anti-collision de périmètre complet.C'est vraiment une performance au niveau des forces spéciales..

LPA3588 Hôte de commande du véhicule

Les avantagesLes besoins en câbles sont incroyablement faibles: tout câble coaxial peut transmettre des signaux de manière stable sur 100 à 200 mètres,et encore plus loin dans des conditions spécifiquesEn outre, sa transmission de signal est en temps réel et non compressée, sans la latence associée aux câbles Ethernet.Pour les environnements difficiles avec des budgets limités qui nécessitent une surveillance à longue distance en temps réel (comme les images des grues de construction), c'est le champion incontesté.

Les défauts: Ne prend pas en charge la "communication bidirectionnelle".AHD transmet principalement des signaux vidéo unidirectionnellement, il n'y a aucun moyen d'envoyer des commandes complexes à la caméra (comme le réglage en profondeur des paramètres) via ce câble.En outre, la limite supérieure de la qualité d'image est limitée par la norme analogique, ce qui rend difficile la pureté des signaux numériques, avec un bruit subtil visible sur les grands écrans.

Scénarios d'application: Amélioration des systèmes de surveillance dans les anciennes zones résidentielles, visualisation arrière et rétro-images pour les bus/camions, et même certains équipements de fonctionnement souterrains peu coûteux.

Il s'agit actuellement de la technologie de pointe dans le domaine de l'automobile.L'ordinateur principal de commande est dans le coffre, séparé de plus de dix mètres et entouré d'interférences de différents moteurs haute tension.Le MIPI ne peut pas atteindre cette distance, l'USB est sujette aux pannes et l'Ethernet a une latence élevée.Il "emballe des signaux fragiles MIPI dans des blocs de fer" (sérialization) à l'extrémité de transmission, les envoie par des câbles robustes et blindés, puis les "déballe et les restitue" au MIPI à l'extrémité réceptrice.

Les avantages: polyvalent et hautement performant. Il réalise un véritable "four-in-one sur un seul câble": un câble gère simultanément la vidéo, l'audio, les signaux de contrôle bidirectionnels (I2C/UART) et la puissance (PoC).Il possède une bande passante extrêmement élevée (supportant 8 mégapixels, 90 images par seconde), avec une latence de bout en bout contrôlable au niveau des millisecondes, beaucoup plus faible que les solutions USB ou Ethernet, et conforme à des normes strictes de qualité automobile.

Les défauts: un écosystème coûteux et fermé dont le prix est souvent dix à cent fois supérieur à celui des solutions USB.et le débogage nécessite généralement des équipements spécialisés coûteux.

Scénarios d'application: Véhicules autonomes de conduite à niveau L2/L3/L4, robots chirurgicaux avancés et robots d'entrepôt mobiles haut de gamme (AGV).C'est le seul choix pour les appareils mobiles haut de gamme impliquant des "situations de vie ou de mort" ou des "réactions en temps réel à très faible latence".

Il n'existe pas d'interface "meilleure", mais seulement celle qui convient le mieux au scénario.et serrer les dents pour le GMSL quand il s'agit d'applications automobiles ou d'automatisation haut de gamme.