Kujutage ette, et teie telefoni kaamera jäädvustab iga sekundiga kümneid fotosid. Iga pilt sisaldab miljoneid piksleid ja igal pikslil on teave punase, rohelise ja sinise värvi kohta. See on tohutu hulk andmeid, mis tuleb "transportida" kaamera anduri ja telefoni protsessori vahel. Ilma laia "kiirteesüsteemita" tekiks teil suur liiklusummik!
Seetõttu vajame spetsiaalseid kaameraliidese tehnoloogiaid. Täna uurime kolme kõige levinumat "kiirteed" teie telefoni sees:DPHY, CPHY ja MPHY.
DPHY: klassikaline kahe{0}}rajaline kiirtee
DPHY(hääldatakse D-Phy) on veteranide "maantee", mida kasutatakse alates 2009. aastast. Mõelge sellele kuitraditsiooniline kahe{0}}rajaline kiirtee:
Teede projekteerimine: iga "rada" koosneb kahest juhtmest-üks edasi- ja teine tagasisuunasignaalide jaoks. Seda nimetatakse diferentsiaalsignalisatsiooniks, nagu kiirteel üksteisele viitavad vastassuunaradad, muutes selle häiretele vastupidavaks.
Liikluskontroll: DPHY-l on spetsiaalne "kellasignaaliliin", mis toimib nagu foorid ja politseinikud teel, öeldes protsessorile: "Punane tuli, oodake andmeid; roheline tuli, loe andmeid!"
Kiirusepiirang: iga rada töötab kiirusega kuni 2,5 Gbps (2,5 miljardit bitti sekundis). Neli rida kombineerituna pakuvad kuni 10 Gbps.
Plussid:
- Küps ja stabiilne tehnoloogia-nagu kulunud-tee, mida kõik juhid usaldavad
- Lihtne disain, inseneridel lihtne rakendada
- Tugev häiretevastane{0}}võime madala veamääraga
Miinused:
- Palju juhtmeid: 4 andmerida + 1 kellarida=kuni 10 juhet, mis võtavad telefonis väärtuslikku ruumi
- Piiratud ribalaius, hädas tänapäevaste 108MP kaamerate ja 8K videoga
- Suhteliselt suurem energiatarve
CPHY: Smart Three{0}}Lane Puzzle Highway
CPHY(hääldatakse C-Phy), mis tutvustati 2014. aastal, on uus "nutikas kolme-realine kiirtee". See ei lisa ainult sõiduradasid-, vaid muudab täielikult "liiklusreegleid":
Teede projekteerimine: Iga rühm kasutabkolm juhet(nimetatakse "trioks"), millel pole spetsiaalset kellajoont. Nagu kolm kätest kinni hoidvat tantsijat, suhtlevad nad suhteliste asendimuutuste kaudu.
Maagiline kodeerimine: See on CPHY lahedaim funktsioon! Kolme juhtme pinge loob erinevaid kombinatsioone (nt juhe A on 200 mV kõrgem kui B, B on 100 mV madalam kui C jne), tekitades kuus "tantsuseisundit". Nende olekumuutuste suunda jälgides-nagu morsekoodi lugemine-saate algandmed dekodeerida.
Kõrge kodeeringutõhusus: Kui traditsiooniline DPHY edastab 1 biti taktitsükli kohta, siis CPHY 7 tantsuliigutust võivad esindada 16 bitti andmeid. See on umbes 2,28 bitti tsükli kohta{5}}peaaegu2,3x tõhususe paranemine!
Hämmastav ribalaius: sama 2,5 G "tantsusageduse" juures saavutab CPHY koguribalaiuse 17,1 Gbps-70% kiiremkui DPHY 10 Gbps.
Plussid:
- Ruumi-sääst: 3 trio=9 juhet, üks vähem kui DPHY 10 juhtmest
- Kiiremini: 1,7-2,3-kordne DPHY ribalaius, suure eraldusvõime ja kõrge kaadrisagedusega hõlpsasti käsitletav
- Paindlikum: Kellajoone puudumine tähendab rohkem vabadust PCB paigutuses
Miinused:
- Kompleksne disain: Kolme-traadiga "tantsukäigu" koordineerimine on palju raskem kui kahe juhtmega-PCB-disaineritel võib juuksed välja kukkuda!
- Nõrgad signaalid: Pinge kõikumine ainult 0–200 mV muudab selle õrnemaks ja häirete suhtes tundlikumaks
- Raske dekodeerimine: nõuab keerulisi kella taastamise algoritme, näiteks mõistatuste lahendamist andmete rekonstrueerimiseks
MPHY: Tuleviku Maglevi superrong
MPHY(hääldatakse M-Phy) on tipptasemel-valik-maglev superrong. See loobub täielikult traditsioonilisest paralleelülekandest USB-nagu jadaside jaoks.
Kuigi see on uskumatult kiire ja piiramatu potentsiaaliga, kasutatakse seda tänapäeval kaamerates harva. See on nagu superrong, mis on alles katsefaasis{1}}peaaegu ükski turul olev kaamerasensor ei toeta MPHY-d. Nii et tunnistagem praegu selle olemasolu.
Võrdlus lühidalt
| Funktsioon | DPHY (klassikaline) | CPHY (nutikas) | MPHY (superrong) |
|---|---|---|---|
| Struktuur | 2-juhtmeline paar + kell | 3-juhtmeline kolmik, kella pole | USB{0}}nagu |
| Maksimaalne ribalaius | 10 Gbps (4 rada) | 17,1 Gbps (3 triot) | Teoreetiliselt kõrgem |
| Juhtmete arv | Kuni 10 juhet | Kuni 9 juhet | Veel vähem |
| Küpsus | ★★★★★ Väga küps | ★★★★☆ Tõmba veojõud | ★★☆☆☆ Vähe kasutatud |
| Disaini raskused | Lihtne | Kompleksne | Kompleksne |
| Energiatarve | Kõrgem | Madalam | Madalam |
| Rakendused | Keskmise/madala kvaliteediga{0}}telefonid, asjade internet | Tipptasemel{0}}telefonid, autokaamerad | Tuleviku seadmed |
Järeldus: Evolutsioon ei peatu kunagi
Nii nagu kiirteed arenesid kaherealistest nutikateks kolmerealisteks{0}}rajasüsteemideks, tulevad veelgi arenenumad andmekiirteed. Kaamera liidese arengul on üks eesmärk:edastada rohkem andmeid vähemate juhtmete ja väiksema energiatarbimisega.
Järgmine kord, kui teete telefoniga selge foto, pidage meeles neid nähtamatud "kiirteid", mis töötavad kulisside taga. Kuigi nad jäävad märkamatuks, on nad laulmata kangelased, kes jäädvustavad teie väärtuslikud mälestused koheselt!
Tehniline näpunäide: Enamik kaasaegseid telefone toetab samaaegselt nii DPHY-d kui ka CPHY-d. Nagu targa maantee ehitamine, säilitades vana maantee, tagab see ühilduvuse nii uute kui ka vanade kaameraanduritega. Insenerid mõtlevad kõigele!
