Įsivaizduokite, kad jūsų telefono kamera kas sekundę užfiksuoja daugybę nuotraukų. Kiekviename vaizde yra milijonai pikselių ir kiekviename pikselyje yra raudonos, žalios ir mėlynos spalvos informacija. Tai didžiulis duomenų kiekis, kurį reikia „pernešti“ tarp kameros jutiklio ir telefono procesoriaus. Be plačios „greitkelių sistemos“ susidarytų didelė spūstis!
Štai kodėl mums reikalingos specializuotos kameros sąsajos technologijos. Šiandien panagrinėkime tris dažniausiai pasitaikančius „greitkelius“ jūsų telefone:DPHY, CPHY ir MPHY.
DPHY: Klasikinis dviejų{0}}juostų greitkelis
DPHY(tariama D-Phy) yra veteranų „kelias“, naudojamas nuo 2009 m. Pagalvokite apie tai kaip apietradicinis dviejų{0}}juostų greitkelis:
Kelių projektavimas: kiekvieną „juostą“ sudaro du laidai, -vienas skirtas signalams į priekį ir vienas atbulinės eigos signalams. Tai vadinama „diferencialiniu signalizavimu“, pavyzdžiui, priešingos eismo juostos greitkelyje, kurios yra susijusios viena su kita, todėl jis atsparus trukdžiams.
Eismo kontrolė: DPHY turi specialią „laikrodžio signalo liniją“, kuri veikia kaip šviesoforai ir policijos pareigūnai kelyje, pranešdami procesoriui: „Dabar raudona šviesa, lauk duomenų; žalia šviesa dabar, skaityk duomenis!
Greičio apribojimas: kiekviena juosta veikia iki 2,5 Gb/s (2,5 milijardo bitų per sekundę). Keturios juostos kartu užtikrina iki 10 Gbps.
Argumentai "už":
- Subrendusi ir stabili technologija-kaip gerai{1}}nusidėvėtas kelias, kuriuo pasitiki visi vairuotojai
- Paprastas dizainas, lengvai įgyvendinamas inžinieriams
- Puiki anti{0}}trukdžių galimybė ir mažas klaidų lygis
Minusai:
- Daug laidų: 4 duomenų juostos + 1 laikrodžio juosta=iki 10 laidų, užimančios vertingos vietos telefonuose
- Ribotas pralaidumas, sunku su šiuolaikinėmis 108 MP kameromis ir 8K vaizdo įrašais
- Santykinai didesnis energijos suvartojimas
CPHY: „Smart Three{0}}Lane Puzzle Highway“.
CPHY(tariama C-Phy), pristatyta 2014 m., yra naujas „išmanusis trijų{2}} juostų greitkelis“. Tai ne tik prideda juostų-bet visiškai pakeičia „eismo taisykles“:
Kelių projektavimas: Kiekviena grupė naudojatrys laidai(vadinamas „Trio“) be specialios laikrodžio linijos. Kaip trys šokėjai, susikibę rankomis, bendrauja per santykinius padėties pokyčius.
Magiškas kodavimas: Tai šauniausia CPHY funkcija! Trijų laidų įtampa sukuria skirtingas kombinacijas (pvz., laidas A yra 200 mV aukštesnis už B, B yra 100 mV žemesnis nei C ir tt), sukuriant šešias „šokio būsenas“. Stebėdami šių būsenų pokyčių kryptį,{6}}pvz., skaitydami Morzės abėcėlę,{7}}galite iššifruoti pradinius duomenis.
Didelis kodavimo efektyvumas: Nors tradicinis DPHY perduoda 1 bitą per laikrodžio ciklą, 7 CPHY „šokio judesiai“ gali atspindėti 16 bitų duomenų. Tai yra maždaug 2,28 bitai per ciklą{5}}beveik2,3 karto didesnis efektyvumas!
Nuostabus pralaidumas: tuo pačiu 2,5 G „šokio dažniu“ CPHY pasiekia 17,1 Gb/s bendrą pralaidumą-70% greičiaunei DPHY 10 Gbps.
Argumentai "už":
- Vietos-taupymas: 3 trio=9 laidai, vienu mažiau nei 10 DPHY laidų
- Greičiau: 1,7-2,3 karto didesnis DPHY pralaidumas, lengvai valdoma didelės raiškos ir didelio kadrų dažnio
- Lankstesnis: Nėra laikrodžio linijos reiškia daugiau laisvės PCB išdėstyme
Minusai:
- Sudėtingas dizainas: Koordinuoti tris-laidinius „šokio judesius“ yra daug sunkiau nei dviem laidais-PCB dizaineriai gali prarasti plaukus!
- Silpni signalai: Tik 0–200 mV įtampos svyravimai daro jį „subtilesnį“ ir jautresnį trikdžiams
- Sunkus dekodavimas: reikalingi sudėtingi laikrodžio atkūrimo algoritmai, pvz., galvosūkių sprendimas duomenims atkurti
MPHY: ateities Maglev supertraukinys
MPHY(tariama M-Phy) yra aukščiausios klasės-parinktis-super traukinys maglev. Jame visiškai atsisakoma tradicinio lygiagretaus USB{1}}perdavimo, pvz., nuosekliojo ryšio.
Tačiau, nors jis yra neįtikėtinai greitas ir turi neribotą potencialą, šiandien jis retai naudojamas fotoaparatuose. Tai tarsi supertraukinys, vis dar eksperimentuojantis{1}}beveik jokie rinkoje esantys fotoaparato jutikliai nepalaiko MPHY. Taigi kol kas pripažinkime jo egzistavimą.
Palyginimas iš pirmo žvilgsnio
| Funkcija | DPHY (klasikinis) | CPHY (išmanusis) | MPHY (super traukinys) |
|---|---|---|---|
| Struktūra | 2 laidų pora + laikrodis | 3 laidų trio, be laikrodžio | USB{0}}kaip |
| Maksimalus dažnių juostos plotis | 10 Gb/s (4 juostos) | 17,1 Gb/s (3 trio) | Teoriškai aukštesnė |
| Laidų skaičius | Iki 10 laidų | Iki 9 laidų | Dar mažiau |
| Branda | ★★★★★ Labai subrendęs | ★★★★☆ Įgyja trauką | ★★☆☆☆ Retai naudotas |
| Dizaino sunkumai | Paprasta | Sudėtingas | Sudėtingas |
| Energijos suvartojimas | Aukščiau | Žemesnis | Žemesnis |
| Programos | Vidutinės / žemos klasės{0}}telefonai, IoT | Aukštos klasės{0}}telefonai, automobilių kameros | Ateities įrenginiai |
Išvada: Evoliucija niekada nesustoja
Lygiai taip pat, kaip greitkeliai iš dviejų juostų tapo išmaniosiomis trijų{0}}juostų sistemomis, taip pat atsiras dar pažangesni „duomenų greitkeliai“. Kameros sąsajos evoliucija turi vieną tikslą:perduokite daugiau duomenų mažiau laidų sunaudojant mažiau energijos.
Kitą kartą telefonu nufotografuosite aiškią nuotrauką, prisiminkite šias nematomas „greitai“, veikiančias užkulisiuose. Nors jie ir nepastebimi, jie yra neapdainuoti herojai, todėl jūsų brangūs prisiminimai akimirksniu užfiksuojami!
Techninis patarimas: Dauguma šiuolaikinių telefonų vienu metu palaiko ir DPHY, ir CPHY. Kaip ir tiesiant išmanųjį greitkelį išlaikant seną kelią, tai užtikrina suderinamumą tiek su naujais, tiek su senais fotoaparato jutikliais. Inžinieriai galvoja apie viską!
