Οι βιομηχανικές και αυτοκινητοβιομηχανικές εφαρμογές εξαρτώνται όλο και περισσότερο από συστήματα απεικόνισης υψηλής ανάλυσης, τα οποία πρέπει να είναι σε θέση να παρέχουν αποτελεσματικά και αξιόπιστα δεδομένα βίντεο σε πραγματικό χρόνο υψηλού εύρους ζώνης.Αν και το πρότυπο GigE Vision είναι ευρέως γνωστό και χρησιμοποιείται ευρέωςΗ τεχνολογία Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) είναι μια εναλλακτική τεχνολογία που υποστηρίζει πολλαπλές κάμερες.επιτρέπει αυστηρή επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο, μειώνει την πολυπλοκότητα και έχει καθοριστικά χαρακτηριστικά χαμηλής ισχύος και συμπαγή εμφάνιση.
Αυτό το άρθρο παρουσιάζει εν συντομία τις κύριες διαφορές μεταξύ GigE Vision και GMSL.Στη συνέχεια, παρουσιάστε τις λύσεις GMSL της Analog Devices και εξηγήστε πώς να χρησιμοποιήσετε αυτές τις λύσεις για να μειώσετε σημαντικά την πολυπλοκότητα του συστήματος, βελτιώσει την αξιοπιστία και επιτύχει αποτελεσματική μετάδοση βίντεο σε πραγματικό χρόνο.
Πώς η τεχνολογία διεπαφής της κάμερας επηρεάζει την απόδοση
Διαφορετικές τεχνολογίες διεπαφής παρέχουν λύσεις για την επέκταση της απόστασης μεταξύ αισθητήρων κάμερας και επεξεργαστών υποδοχής για την κάλυψη των βασικών απαιτήσεων πολλών εφαρμογών απεικόνισης.Το πρότυπο διεπαφής κάμερας GigE Vision βασισμένο στην τεχνολογία Gigabit Ethernet (GbE) έχει υιοθετηθεί ευρέωςΟι κάμερες GigE Vision βασίζονται συνήθως σε μια αλυσίδα σήματος που αποτελείται από τρία κύρια συστατικά: έναν αισθητήρα εικόνας, έναν επεξεργαστή και μια διεπαφή φυσικού στρώματος Ethernet (PHY) (Σχήμα 1).
Οι κάμερες Ethernet χρησιμοποιούν εικόνες αλυσίδας σήματος με βάση τον επεξεργαστή
Σχήμα 1: Η κάμερα Ethernet χρησιμοποιεί μια αλυσίδα σήματος που βασίζεται σε επεξεργαστή για να αποθηκεύει και να επεξεργάζεται δεδομένα αισθητήρα εικόνας πριν από τη μετάδοση. (Πηγή εικόνας: Analog Devices, Inc.)
Όσον αφορά τους αισθητήρες, η κάμερα GigE Vision μπορεί να χρησιμοποιήσει τον εσωτερικό επεξεργαστή της για να υποστηρίξει προσαρμοσμένα πρωτόκολλα διεπαφής αισθητήρων.η κάμερα GigE Vision είναι συμβατή με διάφορες συσκευές υποδοχής χρησιμοποιώντας το πρότυπο EthernetΓια παράδειγμα, οι προσωπικοί υπολογιστές και τα ενσωματωμένα συστήματα χρησιμοποιούν συνήθως θύρες GbE ως τυποποιημένες διεπαφές.Εάν η κάμερα GigE Vision υποστηρίζει καθολικούς οδηγούς (οι οποίοι παρέχονται συνήθως από αυτά τα συστήματα), μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένα άλλο περιφερειακό.
Οι λύσεις που βασίζονται στο Ethernet έχουν πλεονεκτήματα σε εφαρμογές με μία κάμερα, αλλά απαιτούν πρόσθετο υλικό σε εφαρμογές με πολλές κάμερες.οι εφαρμογές αυτές απαιτούν πρόσθετους ειδικούς διακόπτες Ethernet ή κάρτες διεπαφής δικτύου (NIC) για τη διαχείριση πολλαπλών ροών δεδομένωνΗ προσθήκη αυτών των συσκευών στη διαδρομή δεδομένων βίντεο μπορεί να επηρεάσει την απόδοση και την καθυστέρηση μεταξύ της κάμερας και του οικοδεσπότη.
Επιπλέον, η τεχνολογία GMSL της Analog Devices υιοθετεί μια μέθοδο σειριακής σύνδεσης σημείο προς σημείο, παρέχοντας μια αποτελεσματική λύση για εφαρμογές που απαιτούν πολλαπλές κάμερες με ελάχιστη καθυστέρηση.Οι κάμερες GMSL σχεδιάστηκαν αρχικά για εφαρμογές αυτοκινήτων, αλλά ως εναλλακτική λύση στις κάμερες που βασίζονται στο Ethernet, οι κάμερες GMSL χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο για εφαρμογές εκτός της αυτοκινητοβιομηχανίας.
Σε εφαρμογές που βασίζονται σε GMSL, πολλές συμπαγείς κάμερες GMSL μπορούν να συνδεθούν σε έναν μόνο GMSL host χωρίς να επηρεάζεται η απόδοση ή η καθυστέρηση,υπό την προϋπόθεση ότι το On-Chip Host System (SoC) υποστηρίζει το πλήρες εύρος ζώνης όλων των φωτογραφικών μηχανών (Σχήμα 2).
Διάγραμμα εφαρμογής πολυκάμερας GMSL
Σχήμα 2: Οι εφαρμογές GMSL πολλαπλών καμερών μπορούν να χρησιμοποιούν απλές κάμερες (αριστερά), με κάθε κάμερα να συνδέεται μέσω ενός ανεξάρτητου συνδέσμου GMSL και τελικά να συγκλίνει σε έναν ενιαίο οικοδεσπότη (δεξιά).Αναλογικές συσκευές, Inc.)
Οι κάμερες που χρησιμοποιούν GMSL χρησιμοποιούν συνήθως απλουστευμένες αλυσίδες σήματος, συμπεριλαμβανομένων αισθητήρων εικόνας και σειριαλιστών GMSL. Ο αλληλουχίας GMSL υποστηρίζει δύο τυποποιημένες διεπαφές αισθητήρων:
Η συσκευή GMSL πρώτης γενιάς (GMSL1) υποστηρίζει παράλληλη διεπαφή διαφορικής σηματοδότησης χαμηλής τάσης (LVDS).
Οι συσκευές GMSL δεύτερης γενιάς (GMSL2) και τρίτης γενιάς GMSL (GMSL3) υποστηρίζουν το δημοφιλές πρότυπο Mobile Industrial Processor Interface (MIPI),επιτρέποντας στις κάμερες GMSL να χρησιμοποιούν μια ποικιλία κορυφαίων αισθητήρων εικόνας.
Στις περισσότερες εφαρμογές, τα ακατέργαστα δεδομένα από αισθητήρες εικόνας ακολουθούν σειρά και αποστέλλονται στην αρχική τους μορφή μέσω σύνδεσης GMSL.το σχεδιασμό και η κατασκευή των φωτογραφικών μηχανών GMSL είναι απλούστεροιΠαρέχουν επίσης πιο αποτελεσματικές λύσεις για εφαρμογές που απαιτούν συμπαγή σχήματα κάμερας και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
Ο συνδεδεμένος οικοδεσπότης GMSL είναι συνήθως ένα προσαρμοσμένο ενσωματωμένο σύστημα που συνδυάζει έναν ή περισσότερους deserializers υλικού.Εκτελώντας μερικές γραμμές κώδικα στον οικοδεσπότη είναι συνήθως επαρκής για να αποκτήσετε πρόσβαση σε αυτά τα deserializers υλικού και να ανακτήσετε τα δεδομέναΕάν υπάρχει ένας οδηγός για τον αισθητήρα εικόνας, οι προγραμματιστές χρειάζεται μόνο να ορίσουν τα κατάλληλα μητρώα για να διαβάσουν την ροή βίντεο από την κάμερα.Το κιτ αξιολόγησης συσκευών GMSL της Analog Devices περιλαμβάνει το λογισμικό που απαιτείται για την πρόσβαση σε αυτές τις συσκευές και την εξερεύνηση της λειτουργικότητάς τουςΓια να αποκτήσει περισσότερη υποστήριξη για την ανάπτυξη του GMSL, η Analog Devices παρέχει μια βιβλιοθήκη λογισμικού ανοιχτού κώδικα για την τεχνολογία GMSL.