Kuo skiriasi CSI modulis, CSI-2 modulis ir CSI-3 modulis?

I. Pagrindiniai apibrėžimai: evoliucija nuo pirmosios kartos iki naujausio standarto

Camera Serial Interface (CSI) serija, sukurta MIPI Alliance (Mobile Industry Processor Interface), yra pagrindinis protokolas, skirtas kameros jutikliams prijungti prie pagrindinio procesoriaus. Pagrindinis jos tikslas yra pasiekti, kad{1}}mažas energijos suvartojimas ir labai patikimas vaizdo / vaizdo duomenų perdavimas. Iš esmės trys versijos yra pasikartojantis naujovinimo ryšys su konkrečiais apibrėžimais:

1. MIPI CSI

 

1. Padėties nustatymas: originalus MIPI CSI standartas, veikiantis kaip „pirmos{0}}kartos architektūra“ fotoaparato-pagrindinio procesoriaus sąsajoms ir padedantis pagrindą „sensor-host“ komunikacijos sistemai vėlesnėms versijoms.​
2. Išleidimo fonas: konkreti išleidimo data neminima, bet kaip CSI-2 ir CSI-3 pirmtakas, jis daugiausia buvo naudojamas ankstyvuose mažos skyros vaizdo scenarijuose.​
3. Pagrindiniai apribojimai: nepalaiko sudėtingų fizinių sluoksnių ar kelių{0}}kanalų technologijos, turinčios silpną pralaidumo ir energijos suvartojimo valdymo galimybes. Šiuo metu jis palaipsniui keičiamas vėlesnėmis versijomis.

2. MIPI CSI-2

 

1. Išleidimo data: 1.0 versija buvo išleista 2005 m., o 1.3 versija dokumente paryškinta.​
2. Fizinio sluoksnio palaikymas: pasirenkamas D-PHY 1.2, C-PHY 1.0 arba „Combo PHY“, atitinkantis mažo-iki -vidutinio- ir -didelio pralaidumo reikalavimus.​
3. Protokolo sluoksnio struktūra: aiškiai padalinta į 5 sluoksnius, o tai yra pagrindinė architektūrinė savybė, išskirianti jį iš kitų versijų:​

   · Fizinis sluoksnis (C-PHY/D-PHY): atsakingas už signalo perdavimą. D-PHY palaiko maksimalų 1 Gb/s greitį vienoje juostoje, o C-PHY palaiko maksimalų 5,7 Gb/s greitį trijulei;​

   · Juostų sujungimo sluoksnis: integruoja kelių juostų{0}}duomenis, kad optimizuotų perdavimo efektyvumą;​

   Žemo lygio protokolo sluoksnis: tvarko pagrindinę komunikacijos logiką;​

   · Pikselių į baitus konvertavimo sluoksnis: paverčia jutiklio išvestus pikselių duomenis į perduodamus baitų srautus;​

   · Taikymo sluoksnis: prisitaiko prie konkrečių vaizdo gavimo reikalavimų

4. Pagrindinės funkcijos: palaiko 4 virtualius kanalus, I2C valdymo sąsają ir linijinį{2}}perdavimą. Ji taip pat naudoja CRC/ECC, kad užtikrintų naudingų krovinių ir antraštės duomenų saugumą.

3. MIPI CSI-3

 

1. Išleidimo data: pirmoji karta buvo išleista 2012 m., o 1.1 versija buvo atnaujinta 2014 m.
2. Padėties nustatymas: naujos-kartos standartas, skirtas didelės-greitai, dvikrypčiai, kelių{2}}įrenginių bendradarbiavimui, pagrįstas „UniPro protokolu + M-PHY fiziniu sluoksniu“. Jis tinka sudėtingiems kelių-daviklių tinklams.​
3. Fizinis sluoksnis ir greitis: palaiko tik M-PHY 3.0, o maksimalus vienos juostos{2}}signalo greitis yra 5,8 Gbps. Jo bendras pralaidumas yra daug didesnis nei CSI-2, ir jis palaiko kelių juostų agregavimą.​
4. Pagrindinės savybės:

• Virtualių kanalų skaičius padidinamas iki 32, palaikant daugiau lygiagrečių duomenų srautų;​
• Priima paketinį{0}}pagrįstą perdavimą, o ne CSI-2 „linijinį perdavimą“ su lankstesniu duomenų inkapsuliavimu, kad būtų galima prisitaikyti prie sudėtingų scenarijų;​
• Juostos valdymo-ir į-juostinio pertraukimo funkcijos, pašalinančios papildomų valdymo linijų poreikį;​
• Pridedamas „Pranešimų kanalas“, galintis savarankiškai perduoti pagalbinę informaciją, pvz., metaduomenis ir garsą;​
• Palaiko CCI tiltą (CCI yra MIPI jutiklio valdymo protokolas, pagerinantis kelių{0}}įrenginių valdymo suderinamumą);​
• Užtikrina garantuotą duomenų pristatymą, sumažindama kadro praradimo riziką. Jis tinka scenarijams, kuriems keliami aukšti patikimumo reikalavimai, pavyzdžiui, medicininė priežiūra ir autonominis vairavimas.

 

II. Pagrindiniai skirtumai ir jungtys: palyginimas lentelėse

Kartu su informacija apie dokumentą, pagrindiniai trijų versijų skirtumai lyginami iš trijų matmenų ir išaiškinami pasikartojantys ryšiai:
 

 

Pagrindinės jungtys tarp trijų versijų

 

1. Pakartotinis paveldėjimo ryšys: CSI yra „pradininkas“, apibrėžiantis pagrindinę „kameros{0}}host“ ryšio sistemą; CSI-2 prideda sluoksniuotus protokolus ir juo pagrįstą kelių-fizinių sluoksnių palaikymą, tapdama pagrindine; CSI-3 yra atnaujintas naudojant M-PHY ir UniPro, remiantis CSI-2 funkcijomis, skirtas didesniam pralaidumui ir sudėtingesniems scenarijams.​
2. Suderinamumas žemyn: CSI-3 palaiko pagrindinius CSI-2 duomenų formatus ir gali prisitaikyti prie CSI-2 jutiklių per tilto lustus; CSI-2 gali būti suderinamas su pirmosios kartos CSI mažos raiškos perdavimo reikalavimais
3. Bendras tikslas: visais tikslais siekiama išspręsti „didelės{0}}sparčios duomenų perdavimo tarp kamerų ir pagrindinių kompiuterių“ problemą, laikantis nuoseklių pagrindinių reikalavimų-mažas energijos suvartojimas, didelis patikimumas ir pritaikymas skirtingiems vaizdavimo scenarijams.

 

III. Specifiniai fotoaparato modulių pritaikymo skirtumai

Kartu su dokumente nurodytais scenarijais (IoT, robotika, medicininė įranga, UAV, saugos stebėjimas, mašininis matymas, VR/AR), trys versijos turi aiškų darbo pasidalijimą kamerų modulių programose:

1. CSI: egzistuoja tik ankstyvo/žemo{1}}pabaigos scenarijuose

 

• Taikymo sritis: beveik pašalinta iš pagrindinės rinkos, iki 2010 m. rasta tik žemos{0}} klasės įrenginiuose.​
   
• Pagrindiniai apribojimai: Nepakankamas pralaidumas ir perteklinis patikrinimas, neatitinkantis dabartinių plataus vartojimo elektronikos ar pramonės scenarijų vaizdo gavimo poreikių.

2. CSI-2: dabartinis pagrindinis, apimantis daugiau nei 80 % komercinių scenarijų

 

• Pagrindiniai pranašumai: brandi architektūra, valdomos kainos ir platus pritaikymas, todėl tai yra „standartinė konfigūracija“ dabartinei plataus vartojimo elektronikai ir pramoniniam vaizdavimui.​

1. Tipiški taikymo scenarijai:

   1. Buitinė elektronika: pagrindinės / antrinės išmaniųjų telefonų, planšetinių kompiuterių kameros, namų apsaugos kameros;​
    

   2. Pramonė ir automobiliai: mašininio vaizdo kameros, mažos / vidutinės{1}}raiškos ADAS kameros transporto priemonėms;​
    

   3. Nešiojamieji įrenginiai: UAV oro kameros, pagrindiniai vaizdo moduliai, skirti VR/AR įrenginiams.
    

• Prisitaikymo logika: lankstus pasirinkimas tarp "D-PHY" ir "C-PHY"-pavyzdžiui, nebrangūs išmanieji telefonai naudoja D-PHY, flagmanai išmanieji naudoja C-PHY; pramoninė įranga teikia pirmenybę D-PHY, o automobilių įrangai C-PHY.

3. CSI-3: taikymas pagal aukščiausios klasės / sudėtingus scenarijus, palaipsniui skverbiasi

 

• Pagrindiniai pranašumai: didelis pralaidumas, daug{0}}kanalų ir didelis patikimumas, prisitaikantis prie „kelių-sensorių suliejimo“ ir „ypač-didelės raiškos{3}}vaizdavimo poreikių“. Dokumente jis aiškiai apibrėžiamas kaip "daugiasluoksnis, peer-to-peer" tinklo protokolas, tinkamas sudėtingiems įrenginiams.​
• Tipiški taikymo scenarijai:

  1. Aukštos-galybės buitinė elektronika: 12K itin-didelės-raiškos kameros, skirtos pavyzdiniams išmaniesiems telefonams, kelių-pagrindinių-kamerų sujungimo sistemos;​
   

  2. Pramonė ir medicina: medicininė vaizdo gavimo įranga, didelio-tikslumo mašininis matymas;​
   

  3. Savarankiškas vairavimas ir UAV: ​​kelių-kamerų sistemos autonominiam vairavimui, profesionalūs UAV;​
   

  4. VR/AR: du 4K Micro-OLED moduliai, skirti aukščiausios klasės VR įrenginiams.​

• Dabartinės kliūtys: didelė M-PHY lustų kaina, žemesnė ekologinė branda nei CSI-2 (kai kuriems procesoriams vis dar reikalingi tiltiniai lustai, kad palaikytų). Šiuo metu jis įgyvendinamas tik „aukštos klasės flagmanuose“ arba „profesijos srityse“ ir dar nėra plačiai išpopuliarintas.

IV. Išvada: Technologinė evoliucija ir scenarijų pasirinkimas

Technologinės evoliucijos logika:

Nuo „pagrindinės pirmosios-kartos CSI sistemos“ iki „sluoksnių optimizavimo ir kelių{1}}fizinių CSI-2 sluoksnių“, o vėliau iki „didelio pralaidumo ir sudėtingų CSI-3 tinklų“, pagrindinė varomoji jėga yra didėjanti „didesnės skyros“ ir „sudėtingesnių scenarijų“ paklausa.

Dabartinis rinkos modelis:

CSI-2 yra absoliuti pagrindinė kryptis, apimanti mažo-ir -vidutinio{5}}galutinio vartojimo, pramonės ir automobilių sritis; CSI-3 yra „aukštos klasės įsiskverbimo stadijoje“; pirmosios kartos CSI iš esmės yra pasenęs.

Modulio pasirinkimo rekomendacijos:

1. Jei reikalavimas yra „rezoliucija mažesnė nei 4K, mokesčiai-jautri“ : pasirinkite CSI-2 D-PHY modulius;​
2. Jei reikalaujama „4K/8K raiška, mažas energijos suvartojimas“: pasirinkite CSI-2 C-PHY modulius;​
3. Jei reikalaujama „didesnė nei 8K skiriamoji geba, kelių{1}}daviklių bendradarbiavimas, didelis patikimumas“: pasirinkite CSI-3 modulius.