Millised on erinevused CSI mooduli, CSI-2 mooduli ja CSI-3 mooduli vahel?

I. Põhimõisted: evolutsioon esimesest põlvkonnast uusima standardini

Camera Serial Interface (CSI) seeria, mille on välja töötanud MIPI Alliance (Mobile Industry Processor Interface), on põhiprotokoll kaamera andurite ühendamiseks hostprotsessoritega. Selle põhieesmärk on saavutada väike-energiatarve ja väga usaldusväärne pildi-/videoandmete edastamine. Põhimõtteliselt esindavad kolm versiooni iteratiivset täiendussuhet, mille konkreetsed määratlused on järgmised:

1. MIPI CSI

 

1. Positsioneerimine: MIPI CSI algne standard, mis toimib kaamera-hostprotsessori liideste "esimese-põlvkonna arhitektuurina" ja loob aluse "sensor-host" suhtlusraamistikule järgnevate versioonide jaoks.​
2. Väljalaske taust: konkreetset väljalaskekuupäeva pole mainitud, kuid CSI{2}}2 ja CSI-3 eelkäijana kasutati seda peamiselt madala eraldusvõimega pildistamise varases stsenaariumis.​
3. Põhipiirangud: see ei toeta keerulisi füüsilisi kihte ega mitme{0}}kanaliga tehnoloogiat, mille ribalaiuse ja energiatarbimise juhtimisvõimalused on nõrgad. Praegu asendatakse see järk-järgult hilisemate versioonidega.

2. MIPI CSI-2

 

1. Väljalaskekuupäev: versioon 1.0 ilmus 2005. aastal ja versioon 1.3 on dokumendis esile tõstetud.​
2. Füüsilise kihi tugi: valikuline D-PHY 1.2, C-PHY 1.0 või "Combo PHY", mis katab madala-kuni-keskmise ja keskmise{6}} kuni-suure ribalaiuse nõuded.​
3. Protokollikihi struktuur: jagatud 5 kihti, mis on põhiline arhitektuuriline omadus, mis eristab seda teistest versioonidest:​

   · Füüsiline kiht (C-PHY/D-PHY): vastutab signaali edastamise eest. D-PHY toetab maksimaalset kiirust 1 Gbps sõiduraja kohta, samas kui C-PHY toetab maksimaalset kiirust 5,7 Gbps trio kohta;​

   · Lane Merger Layer: integreerib mitme{0}}raja andmed, et optimeerida edastuse tõhusust;​

   Madala taseme protokollikiht: käsitleb põhilist suhtlusloogikat;​

   · Pikslist baitideks teisenduskiht: teisendab anduri pikslite väljundi edastatavateks baitivoogudeks;​

   · Rakenduskiht: kohandub konkreetsete pildistamisnõuetega

4. Põhifunktsioonid: toetab 4 virtuaalset kanalit, I2C juhtimisliidest ja liinipõhist{2}}edastust. Samuti kasutab see CRC/ECC-d, et tagada kasuliku koormuse ja päise andmete turvalisus.

3. MIPI CSI-3

 

1. Väljalaskekuupäev: esimene põlvkond ilmus 2012. aastal ja versiooni 1.1 värskendati 2014. aastal.
2. Positsioneerimine: järgmise-põlvkonna standard kiireks-kahesuunaliseks ja mitme seadmega{2}}koostööks, mis on üles ehitatud "UniPro protokollile + M-PHY füüsilisele kihile". See sobib keerukate mitme anduriga{6}võrkude jaoks.​
3. Füüsiline kiht ja kiirus: toetab ainult M-PHY 3.0, maksimaalse ühe-raja signaalikiirusega 5,8 Gbps. Selle koguribalaius on palju suurem kui CSI{6}}2 oma ja see toetab mitmerajalist liitmist.​
4. Peamised omadused:

• Virtuaalsete kanalite arv on suurendatud 32-ni, toetades rohkem paralleelseid andmevooge;​
• Võtab kasutusele pakett-põhise edastuse CSI-2 "liinipõhise edastuse" asemel koos paindlikuma andmete kapseldamisega, et kohaneda keeruliste stsenaariumidega;​
• Funktsioonid -Band Control ja In-Band Interrupts, mis välistavad vajaduse täiendavate juhtliinide järele;​
• lisab teavituskanali, mis suudab iseseisvalt edastada lisateavet, nagu metaandmed ja heli;​
• Toetab CCI sildamist (CCI on MIPI anduri juhtimisprotokoll, mis parandab mitme seadme juhtimise ühilduvust);​
• Tagab garanteeritud andmete edastamise, vähendades kaadri kadumise ohtu. See sobib kõrgete töökindlusnõuetega stsenaariumide jaoks, nagu arstiabi ja autonoomne sõit.

 

II. Põhilised erinevused ja ühendused: tabelipõhine võrdlus

Koos dokumenditeabega võrreldakse kolme versiooni peamisi erinevusi kolmest dimensioonist ja selgitatakse iteratiivseid seoseid:
 

 

Põhilised ühendused kolme versiooni vahel

 

1. Iteratiivne pärimissuhe: CSI on "algataja", mis määratleb põhilise "kaamera{0}}hosti" suhtlusraamistiku; CSI-2 lisab kihilised protokollid ja sellel põhineva mitme-füüsilise kihi toe, muutudes peavooluks; CSI-3 on täiendatud M-PHY ja UniPro-ga, mis põhinevad CSI-2 funktsioonidel, mis on suunatud suuremale ribalaiusele ja keerukamatele stsenaariumidele.​
2. Allapoole ühilduvus: CSI-3 toetab CSI-2 põhiandmevorminguid ja saab sillakiipide kaudu kohaneda CSI-2 anduritega; CSI-2 võib ühilduda esimese põlvkonna CSI madala eraldusvõimega edastusnõuetega
3. Ühtne eesmärk: kõigi eesmärk on lahendada "kiire{0}}andmeedastus kaamerate ja hostide vahel", järgides ühtseid põhinõudeid,-väike energiatarve, kõrge töökindlus ja kohandamine erinevate pildistamisstsenaariumitega.

 

III. Spetsiifilised erinevused kaameramoodulites

Koos dokumendis mainitud stsenaariumidega (IoT, robootika, meditsiiniseadmed, UAV-d, turvaseire, masinnägemine, VR/AR) on kolmel versioonil kaameramoodulite rakendustes selge tööjaotus:

1. CSI: eksisteerib ainult varase/madala{1}}lõppstsenaariumi korral

 

• Kasutusala: peavooluturult peaaegu eemaldatud, leiti enne 2010. aastat ainult madala hinnaga{0}}seadmetes.​
   
• Põhipiirangud: ebapiisav ribalaius ja üleliigse kontrolli puudumine, mis ei vasta praeguste tarbeelektroonika või tööstuslike stsenaariumide pildistamise vajadustele.

2. CSI-2: praegune peavool, mis hõlmab üle 80% kommertsstsenaariumidest

 

• Peamised eelised: küps arhitektuur, kontrollitavad kulud ja lai kohanemisvõime, muutes selle "standardkonfiguratsiooniks" praeguse tarbeelektroonika ja tööstusliku pildistamise jaoks.​

1. Tüüpilised rakendusestsenaariumid:

   1. Tarbeelektroonika: nutitelefonide, tahvelarvutite, koduvalvekaamerate põhi-/lisakaamerad;​
    

   2. Tööstus ja autotööstus: masinnägemiskaamerad, madala/keskmise{1}}eraldusvõimega ADAS-kaamerad sõidukitele;​
    

   3. Kaasaskantavad seadmed: UAV-õhukaamerad, põhilised pildimoodulid VR/AR-seadmete jaoks.​
    

• Kohanemisloogika: paindlik valik "D-PHY" ja "C-PHY"- vahel, näiteks taskukohased nutitelefonid kasutavad D-PHY-d, lipulaevade nutitelefonid kasutavad C-PHY-d; tööstusseadmed eelistavad D-PHY-d, autotööstuse seadmed aga C-PHY-d.

3. CSI-3: tipptasemel/keeruliste stsenaariumide sihtimine, järk-järgult tungiv

 

• Peamised eelised: suur ribalaius, mitme kanaliga{0}} ja kõrge töökindlus, kohandudes "mitme-anduri liitmise" ja "üli-kõrglahutusega{3}}pildistamise" vajadustega. Dokumendis on see sõnaselgelt määratletud kui "mitme{5}}kihiline, peer-to-peer" võrguprotokoll, mis sobib keerukatele seadmetele.​
• Tüüpilised rakendusestsenaariumid:

  1. Tipp-tarbeelektroonika: 12K üli-kõrglahutusega-kaamerad lipulaevade nutitelefonidele, mitme-pea-kaamera liitsüsteemid;​
   

  2. Tööstuslik ja meditsiin: meditsiinilised kuvamisseadmed, ülitäpne masinnägemine;​
   

  3. Autonoomne juhtimine ja mehitamata õhusõidukid: mitme-kaamerasüsteemid autonoomseks juhtimiseks, professionaalsed UAV-d;​
   

  4. VR/AR: kaks 4K Micro-OLED-moodulit tipptasemel-VR-seadmete jaoks.​

• Praegused kitsaskohad: M-PHY kiipide kõrge hind, madalam ökoloogiline küpsus kui CSI-2 (mõned protsessorid vajavad endiselt tugikiipe). Praegu rakendatakse seda ainult "kõrgetasemelistes lipulaevades" või "professionaalsetes valdkondades" ja seda pole veel laialdaselt populariseeritud.

IV. Järeldus: tehnoloogiline areng ja stsenaariumi valik

Tehnoloogilise evolutsiooni loogika:

Alates "esimese -põlvkonna CSI põhiraamistikust" kuni "CSI-2 kihilise optimeerimise ja mitme-füüsikaliste kihtideni" ning seejärel "CSI-3 suure ribalaiuse ja keeruliste võrkudeni" on peamine põhjus kasvav nõudlus "kõrgema eraldusvõime" ja "keerukamate stsenaariumide" järele.

Praegune turumuster:

CSI-2 on absoluutne peavool, mis hõlmab madala- kuni -keskmise-tarbija, tööstuse ja autotööstuse valdkondi; CSI-3 on tipptasemel läbitungimisjärgus; esimese põlvkonna CSI on põhimõtteliselt vananenud.

Mooduli valiku soovitused:

1. Kui nõue on "eraldusvõime alla 4K, kulutundlik" : valige CSI-2 D-PHY moodulit;​
2. Kui nõue on "4K/8K eraldusvõime, madal energiatarve": valige CSI-2 C-PHY moodulit;​
3. Kui nõue on "eraldusvõime üle 8K, mitme-anduri koostöö, kõrge töökindlus": valige CSI-3 moodulid.