GMSL vs. câmeras MIPI: por que as câmeras GMSL são melhores?

Para sistemas de visão embarcada, como automotivo, robótica e cidades inteligentes, são necessárias interfaces de câmera de alta velocidade e largura de banda elevada para processar e transmitir grandes quantidades de dados de vídeo de alta resolução. Embora interfaces de câmera tradicionais, como Mipi CSI-2 , USB 3.0 e GigE, ainda sejam eficazes em algumas aplicações, elas não são suficientes para aplicações que exigem velocidades de transmissão de dados mais altas e distâncias maiores, e o mesmo se aplica ao Ethernet e CAN, que, embora utilizados com mais frequência em automóveis, não atendem aos requisitos para transmitir grandes quantidades de dados de vídeo digital de alta resolução a altas velocidades.

Com o avanço da tecnologia, a solução correspondente surgiu. A tecnologia Serializer/Deserializer (SerDes), com sua transmissão de dados de alta velocidade, suporte a longas distâncias e excelente desempenho, se destaca nas aplicações de comunicação de dados, telecomunicações e outras. Esta tecnologia de link serial funciona de forma confiável em ambientes industriais e ao ar livre adversos, transferindo dados rapidamente com baixa latência. A aplicação principal da tecnologia SerDes é minimizar o número de pinos de entrada/saída e interconexões, fornecendo transmissão de dados por meio de um único cabo coaxial ou par diferencial.

Câmeras Gigabit Multimedia Serial Link™ (GMSL) utilizam tecnologia GMSL e GMSL2 - uma tecnologia SerDes que transmite vídeo de alta velocidade, dados de controle bidirecionais e energia por meio de um único cabo coaxial. Abaixo, examinamos mais de perto as diferenças entre a interface GMSL e as interfaces de câmera MIPI tradicionais e analisamos suas competências principais.

O que é a interface GMSL?

A interface Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) é um protocolo de comunicação serial projetado para transferência de dados de alta velocidade, fornecendo vídeo de alta velocidade e alta resolução, além de energia e dados de controle bidirecionais para robótica e Sistemas Avançados de Assistência ao Motorista (ADAS), com as características de uma interface multi-propósito e de baixo consumo de energia.

A tecnologia GMSL converte os dados em um fluxo serial no lado do transmissor por meio de um serializador e converte o fluxo serial de volta em dados paralelos no lado do receptor por meio de um desserializador para processamento adicional. Este método eficiente de transferência de dados é capaz de transmitir dados de vídeo a velocidades de até 6 gigabits por segundo (Gb/s).

A família de interfaces GMSL inclui serializadores e deserializadores para diferentes interfaces, como HDMI, CSI-2, DSI, DSI assimétrico, eDP, oLDI e GMSL1/GMSL2 simples/duplo/quádruplo, que podem ser usados tanto na entrada quanto na saída. A interface GMSL foi projetada para permitir a transmissão de dados por meio de um único cabo coaxial ou um par diferencial de cabos (por exemplo, STP, SPP, etc.). A interface GMSL foi projetada para permitir que os dados sejam transmitidos por meio de um único cabo coaxial ou cabo diferencial (por exemplo, STP, SPP, etc.), reduzindo assim o número de pinos de entrada/saída e interconexões enquanto mantém a integridade dos dados e baixa latência. Já apresentamos a câmera GMSL antes, quem se interessar pode conferir. este artigo .

Uma Introdução à Interface de Câmera MIPI

MIPI (Mobile Industry Processor Interface) é um protocolo de comunicação serial de alta velocidade projetado para dispositivos móveis e usado principalmente em aparelhos como smartphones. A interface MIPI abrange uma variedade de tipos de interface padrão, incluindo MIPI CSI-2, que é uma interface projetada especificamente para câmeras transferir dados de imagem e vídeo entre o módulo de Câmera e outros computadores host. A capacidade altamente eficiente de transferência do MIPI CSI-2 pode fornecer uma largura de banda máxima de 6Gb por segundo, com taxas reais de transmissão de até 5Gb/s.

As múltiplas linhas de dados de alta velocidade do MIPI CSI-25 são projetadas para conectar o sensor de imagem à placa-mãe embarcada, permitindo o controle e processamento dos dados de imagem para formar um sistema completo de sinergia de captura de imagens. No entanto, o comprimento padrão da conexão MIPI CSI-2 está limitado a 30CM, o que limita muito a flexibilidade em certos cenários.

Vantagens da interface GMSL sobre interfaces de câmera MIPI

1. Distância de transmissão: A tecnologia GMSL SerDes suporta uma distância de transmissão de 15M, o que é uma vantagem esmagadora em relação aos 30CM da interface MIPI CSI-2.
2. Desempenho de EMI/EMC: A interface GMSL melhora o desempenho de EMI do link por meio de saídas programáveis e capacidades de espectro espalhado, e não requer um relógio de espectro espalhado externo. O GMSL foi projetado para controlar a tolerância EMC do canal com o modo de alta imunidade (HIM) para aumentar a confiabilidade das câmeras de segurança.
3. Solicitação Automática de Retransmissão (ARQ): O GMSL utiliza o método ARQ para garantir a confiabilidade da transmissão de dados. A precisão dos dados é assegurada pela retransmissão automática quando os dados são aceitos. No GMSL2, o ARQ é usado em conjunto com Verificações de Redundância Cíclica (CRC) para detectar se um pacote foi recebido ou não, o que melhora a robustez das funções críticas de controle do sistema.
4. Compatibilidade com as versões anteriores: A interface GMSL suporta compatibilidade reversa, permitindo que versões mais recentes operem em interfaces mais antigas, embora com limitações.
5. Suporte a Canais Virtuais: O suporte a canais virtuais permite que a arquitetura SerDes implemente a captura de múltiplas câmeras. O desserializador GMSL pode suportar a decodificação de até 16 canais virtuais, e os canais virtuais também são suportados por MIPI CSI-2 e CSI-3.
6. Plataformas Compatíveis: A câmera GMSL fornece suporte pronto para uso com kits de desenvolvimento NVIDIA® Jetson™ e as plataformas Rogue, Rudi-AGX e Rudi NX da Connect Tech, que são baseadas no Jetson Xavier™ NX, para acelerar a prototipagem e implantação de produtos de visão.

Conclusão

No que diz respeito aos resultados, embora a interface de câmera mais amplamente usada hoje seja a interface de câmera USB, na maioria dos casos, o GMSL é definitivamente a interface de câmera preferida para sistemas de visão embarcada, como robótica, ADAS, sistemas de transporte inteligente, etc. A interface de câmera GMSL oferece um melhor suporte para domínios específicos graças à maior distância de transmissão e aos dados de vídeo de imagem estável e de alta resolução.

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