Serial Peripheral Interface буюу SPI нь процессорыг мэдрэгч, камер, үзүүлэн гэх мэт гадны төхөөрөмжүүдтэй холбоход суулгасан системд хэрэглэгддэг харилцаа холбооны протокол юм. SPI камер нь зургийн өгөгдлийг шилжүүлэхдээ энэ стандартыг ашигладаг.

Систем, электрон хэрэгслийн ертөнцөд SPI (Serial Peripheral Interface) камерууд энгийн байдлаасаа болж ихээхэн нэр хүндтэй болсон.

SPI харилцааны үндсэн зарчмууд

Эдгээр SPI cams-ийн дэлгэрэнгүй рүү шилжихийн өмнө эхлээд SPI харилцааны гол ойлголтуудыг ойлгоё. SPI нь богино зайнд өгөгдлийг хуваалцах төхөөрөмжүүд хоорондоо харилцах боломжийг олгодог синхрон сериал харилцаа холбооны протокол юм. Ер нь бол энэ нь мастер төхөөрөмжөөр (жишээ нь микроконтроллер) болон нэг буюу хэд хэдэн боол төхөөрөмжүүдээр (жишээ нь, мэдрэгч эсвэл захаар) дамжин илэрдэг.

SPI харилцаа холбоо нь дөрвөн чухал дохионд тулгуурладаг:

• SCK (Serial Clock): Энэ дохио нь мастер залгаасаар үүсгэгдэг бөгөөд өгөгдөл дамжуулах үйл явцын синхрончлолын цагны эх үүсвэр гэж үздэг.
• MOSI (Master Out Slave In): Мастер залгуур нь энэ дохиогоор боолын хэрэгсэлд мэдээлэл илгээдэг.
• MISO (Master In Slave Out): Боол хэрэгсэл нь энэ дохиог ашиглан мастер төхөөрөмж рүү өгөгдлийг буцааж илгээдэг.
• SS (Боол сонгох): Энэ дохио нь эзэнд харилцах ямар нэг боол хэрэгслийг тодорхойлоход хэрэглэгддэг сонголтын дохио юм.

SPI камерын тухай ойлголт

Одоо бид SPI харилцаа холбоо хэрхэн ажилладгийг санаа авч, SPI камерыг судалж энэ сэдвийг цааш нь судлах болно. SPI камер нь зураг мэдрэгч, линз, сериал-кластер интерфэйс (SPI) бүхий зураг мэдрэгч модулийн нэг төрөл юм. Эдгээр камерууд нь зураг авах эсвэл видео бичлэг хийх, дараа нь өгөгдлийг процессор эсвэл микроконтроллер руу цааш нь цавчих эсвэл хадгалах үйл ажиллагаанд илгээхээр зохион бүтээгдсэн байдаг.

SPI камер нь янз бүрийн хэрэглээнд тохиромжтой болгодог хэд хэдэн давуу талыг санал болгодог:

• Энгийн интеграцчилал: SPI камерууд нь зөвхөн дөрвөн утас ашигладаг энгийн харилцаа холбооны протоколтой байдаг - clock (SCLK), мастер гаралтын боол оролт (MOSI), мастер оролтын боол гаралт (MISO), боолын сонголт (SS). Энэ нь энгийн холболтыг болон пин багасдаг. Тиймээс одоо байгаа системүүдтэй амархан холбогдож болно.
• Compact Size:SPI камер нь USB эсвэл GigE Vision камертай харьцуулахад интерфэйс нь цөөн пин-ийг авдаг тул компакт байдаг. Энэ нь самбарын зайг хэмнэнэ. Тиймээс тэдгээрийг авсаархан төхөөрөмж, IoT (Internet of Things) төхөөрөмж, робот болон бусад компакт системд хялбархан нэгтгэж болно.
• Бага хүчдэлийн зарцуулалт: SPI камер нь бага эрчим хүчний хэрэглээгээр үр ашигтай ажиллахад зориулагдсан. Энэ нь тэднийг эрчим хүчний үр ашиг шаарддаг батарейны эрчим хүчний төхөөрөмж эсвэл хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
• Real-Time Image Capture: SPI камерууд зураг эсвэл видео фреймүүдийг бодит цаг хугацаанд нь авч болно. Ингэснээр тухайн өгөгдлийг судлах эсвэл нөхцөл байдалд дүн шинжилгээ хийхэд шууд хамрагдах боломжтой. Энэ нь ялангуяа бүх төрлийн хяналт, машин хараа, биетийн илрүүлэлтийг барьж авдаг системүүдийн хувьд чухал ач холбогдолтой юм.
• Зургийн тохиргоон дахь уян хатан байдал: Олон SPI камерын хувьд боломжит тохируулагч параметрүүд нь шийдэл, хүрээний хурд, иллэг, олж авах сонголтуудаас бүрдэж болно. Энэ шингэн нь хэрэглэгчдэд тодорхой шаардлагад нь тохируулан дүрсний хамгийн дээд чанарыг олж авах боломжийг олгодог.

Үүнээс гадна SPI камер нь техникийн олон давуу талтай. Үүнд:

• Харилцаа холбоо нь синхрончлол бөгөөд мастер процессорын илгээсэн цагны дохионы өсөлт/уналтын ирмэг дээр өгөгдөл солилцдог.
• SPI нь өвөрмөц SS мөрүүдийг ашиглан олон боолыг дэмждэг бөгөөд энэ нь нэг мастераар дамжуулан олон камер/перипералуудыг хооронд нь хооронд нь ашиглах боломжийг олгодог.
• Шилжүүлэх хурд нь хэдэн зуун Kbps-ээс хэдэн арван Mbps хүртэл цагны хурднаас хамааран байдаг. Олон харааны хэрэглээнд хангалттай хурдан.
• SPI камер нь USB/Ethernet-ээс бага гаднах бичил хэсгүүдийг шаарддаг бөгөөд энгийн, бага зардалтай холболт нь суулгасан ашиглалтын тохиолдолд тохиромжтой байдаг.

Интеграцчилал ба програм хангамжийн дэмжлэг

SPI камерыг нэгтгэхэд програм хангамжийн зохих дэмжлэг шаардлагатай.

Ихэнх SPI камерууд нь номын сан эсвэл APIs (Application Programming Interfaces) -тэй байдаг бөгөөд камерын үйл ажиллагаа, зураг авах, тохиргооны тохиргоонд зориулан барьсан функц, командуудтай байдаг. Ийм номын сангуудыг түгээмэл микроконтроллерын систем, хөгжүүлэлтийн хэрэгслүүдийн хамт ашигладаг бөгөөд энэ нь хариуд нь программ хангамжийг нэгтгэх журмыг хялбар болгодог.

Түүнээс гадна, зарим SPI камер нь мөн дотор нь дүрс боловсруулах функцээр тоноглогдсон байдагкамер модуль, ингэснээр CPU буюу хост микроконтроллер дээр системийн ачааллыг бууруулах. Жишээ нь эдгээр камерууд нь зургийн даралт, өнгөний зохицол, тэр ч байтугай зарим нэг анхан шатны зургийн анализын алгоритмууд зэрэг функцуудыг агуулж болно.

Дүгнэлт

SPI камерууд нь суулгасан системд гэрэл зураг эсвэл видео дамжуулахад бэлэн, олон зорилготой хариулт өгдөг. Үнэндээ тэдний энгийн бөгөөд бага эрчим хүчний хэрэглээнд зориулагдсан, бодит цагийн чадварууд нь мөн олон тооны хэрэглээнд нийцдэг. Хяналтын систем байгуулахаас эхлээд машины харааны програмууд эсвэл IoT төслүүдийг барих хүртэл SPI камерууд нь эдгээр асуудлыг шийдэх хямд өртөгтэй, тохиромжтой төхөөрөмж юм. Инженерчлэл болон програм хангамж нь SPI камеруудыг дэмждэг тохиолдолд таны суулгасан харааны системд дүрсийг авах, дүн шинжилгээ хийх боломж хууль бус юм.

Түгээмэл асуулт хариулт

Q1: SPI харилцаа гэж юу вэ? SPI камертай ямар холбоотой вэ?

SPI харилцаа холбоо нь төхөөрөмжүүдийн хооронд өгөгдөл солилцоход зориулагдсан системд хэрэглэгддэг протокол юм. SPI камерууд энэ протоколыг ашиглан зургийн өгөгдлийг процессор эсвэл микроконтроллеруудад дамжуулж цаашид боловсруулах буюу хадгалахад ашигладаг. Энэ FAQ нь SPI харилцаа холбооны үндсэн ойлголт болон түүний ач холбогдол нь SPI камеруудад хандах болно.

Q2: Суулгасан системд SPI камер ашиглахын давуу тал юу вэ?

SPI камер нь хамгийн бага утас шаардагдсанаас энгийн интеграцчилал, авсаархан төхөөрөмжүүдэд тохирох компакт хэмжээ, батарейны хүчин чадалтай хэрэглээнд тохиромжтой эрчим хүчний зарцуулалт бага, хяналт, машин хараанд зориулсан бодит цагийн зураг авалт, хамгийн тохиромжтой чанарын уян хатан зургийн тохиргоо зэрэг хэд хэдэн давуу талыг санал болгодог. Энэхүү FAQ нь суулгасан системд нэгдэх талаар бодож байгаа хэрэглэгчдийн SPI камерын гол ашиг тусыг онцолдог.

Q3: Би SPI камеруудыг төсөл дээрээ хэрхэн нэгтгэх вэ? Ямар програм хангамжийн дэмжлэг авах боломжтой вэ?

SPI камерыг төслүүдэд нэгтгэх нь микроконтроллерын системтэй холбож, камер үйлдвэрлэгчдийн өгсөн програм хангамжийн номын сан эсвэл APIs-г ашиглахыг хэлнэ. Эдгээр номын сангууд нь камерын үйл ажиллагаа, зураг авах, тохиргооны тохиргооны функцуудыг санал болгодог бөгөөд интеграцийн процессыг хялбаршуулж өгдөг. Үүнээс гадна зарим SPI камерууд нь onboard image processing functions-тэй байдаг бөгөөд энэ нь хост микроконтроллер дээр ажлын ачааллыг багасгадаг. Энэ FAQ нь хэрэглэгчдийг нэгтгэх үйл явц болон SPI камерын боломжит програм хангамжийн дэмжлэгийг удирддаг.