整合營銷服務(wù)商
電腦端+手機端+微信端=數(shù)據(jù)同步管理
免費咨詢熱線：
電腦端+手機端+微信端=數(shù)據(jù)同步管理
免費咨詢熱線：
得益于ARM，DSP及FPGA等高算力、低功耗嵌入式硬件平臺方案不斷推陳出新，在涉及機器視覺應(yīng)用中，PC-Based視覺系統(tǒng)不再是軟硬件部署唯一選項。用戶可以根據(jù)精度、節(jié)拍、成本、研發(fā)周期等多方因素綜合評價，靈活選擇高度貼合項目需求的硬件平臺及接口。本文將簡要介紹在嵌入式視覺系統(tǒng)中比較常用的MIPICSI-2接口。
1.視覺系統(tǒng)分類概要
1.1什么是PC-Based視覺系統(tǒng)
基于PC視覺系統(tǒng)（PC－Based）一般由若干光學(xué)鏡頭、相機（CMOS/CCD）、光源（3D結(jié)構(gòu)光發(fā)生器等），圖像傳輸數(shù)據(jù)線，圖像采集卡（網(wǎng)卡，IO板卡等）以及PC和圖像處理軟件等構(gòu)成。以經(jīng)典2D視覺系統(tǒng)示例如下：
圖1.視覺系統(tǒng)構(gòu)成示意圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
基于PC的通用機器視覺系統(tǒng)通常尺寸較大、功耗較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)周期較長，但結(jié)合成熟的視覺處理軟件工具，選擇適配需求的數(shù)據(jù)接口及相機，并配置滿足性能需求的計算主機，可達到理想的精度及速度，能實現(xiàn)較為復(fù)雜的系統(tǒng)功能。通用基于PC視覺系統(tǒng)數(shù)字接口主要包括、、及等。
圖2.幾款基于PC視覺系統(tǒng)常用數(shù)字接口示意（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
1.2什么是嵌入式視覺系統(tǒng)
嵌入式視覺系統(tǒng)一般是針對某些特定應(yīng)用需求，采用嵌入式處理器及高度集成的光學(xué)結(jié)構(gòu)，板級相機、專用的圖像采集及處理運算芯片及相關(guān)嵌入式應(yīng)用程序相結(jié)合的一整套系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)包含從成像傳感器接收光到系統(tǒng)輸出的整個信號鏈。如下圖示例：
圖3.嵌入式視覺系統(tǒng)概念圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
我們可將嵌入式視覺系統(tǒng)視為一種緊湊型（板級）相機與單板機(SBC)或是系統(tǒng)模塊(SoM)等處理板的結(jié)合。嵌入式視覺系統(tǒng)比較常用的數(shù)據(jù)接口包括MIPI?CSI-2，LVDS接口以及適配SOM板機計算機的USB3.0接口。本文簡要介紹其中MIPI?CSI-2接口。
2.MIPICSI-2要素簡介
2.1什么是MIPI
MIPI聯(lián)盟的全稱為Mobile????（移動產(chǎn)業(yè)處理器接口聯(lián)盟），它是由移動通訊和娛樂電子產(chǎn)品行業(yè)中的絕大部分應(yīng)用或硬件制造商組建而成的行業(yè)聯(lián)盟。其成立目的是對移動處理器及外設(shè)零部件（如位置芯片、相機、輸入接口、顯示等零部件）之間的所有重要接口進行標準化。
眾所周知的MIPI標準包含DSI（Display?Serial?，顯示器串行接口）規(guī)范和CSI（Camera?Serial?，相機串行接口）。
2.2何為MIPICSI-2
CSI規(guī)范在市面上投入使用已有數(shù)年之久，目前已經(jīng)研發(fā)出第三代技術(shù)，即CSI-3。雖然與歷代標準相比，CSI-3具備毋庸置疑的優(yōu)勢（如其最大帶寬遠高于歷代技術(shù)），但因缺乏硬件支持，CSI-3在業(yè)內(nèi)的發(fā)展大為受限。目前獲得廣泛應(yīng)用的CSI-2標準已能完全滿足當前的硬件要求。
MIPI?CSI-2規(guī)范中描述了信號傳輸（D-PHY或C-PHY）的物理層以及用于圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，該協(xié)議是以CSI-2為基礎(chǔ)。該標準還指定了一種基于I2C總線的相機配置接口，即CCI（Camera?Control?，相機控制接口）。
2.3物理層：C-PHY與D-PHY
借助MIPI?CSI-2標準，圖像數(shù)據(jù)可以按順序地通過單個通道。通常會采用兩個或四個通道來連接成像芯片或相機模塊。最大可用帶寬與通道的數(shù)量成線性比例關(guān)系，也就是說，采用四個通道時的可用帶寬是使用兩個通道時的兩倍。這個標準最初起源于智能手機領(lǐng)域，手機后置的高分辨率相機是與四個通道相連接的，而前置的低分辨率相機只采用兩個通道。因此，幾乎所有相應(yīng)的片上處理器上都會配備一個雙通道CSI-2接口以及一個四通道CSI-2接口。
圖4.D-PHY與C-PHY示意圖（上圖為兩通道MIPI示意）（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
2.4相機控制接口(CCI)
CSI-2還提供一項標準協(xié)議，它能以CCI（相機控制接口）的方式對芯片/相機模塊進行配置。從物理層面而言，CCI是以I2C總線為基礎(chǔ)，用戶一般可通過任意I2C接口來對相機模塊進行配置，目前幾乎所有SoC上均會提供多個I2C接口。但是，芯片/相機模塊領(lǐng)域以及SoC本身都缺乏一致的標準：部分SoC有必須用于配置操作的專用I2C/CCI接口。
2.5CSI-2協(xié)議層
CSI-2是一種數(shù)據(jù)包(packet)導(dǎo)向型協(xié)議。因此，規(guī)范中特別描述了數(shù)據(jù)包格式。規(guī)范中也指定了一般應(yīng)用能正常使用的像素格式（如RGB、YUV、RAW和JPEG等）。
圖5.CSI-2數(shù)據(jù)包格式示意圖
3.MIPICSI-2優(yōu)勢及不足
3.-2接口的優(yōu)點
1.在移動處理器接口應(yīng)用上，普及應(yīng)用量大，價格親民；
2.隨著越來越多的常見工業(yè)嵌入式處理器（如NXP的i.MX系列、TI的部分Sitara?SoC、NVIDIA?TK1、TX1、TX2、Intel?Atom?SoC等）均開始配備MIPI?CSI-2接口，相關(guān)系統(tǒng)性能隨處理器性能突破不斷提升；
3.較低的系統(tǒng)整體功耗；
4.精巧靈活的小尺寸接口。
圖6.小尺寸的MIPICSI-2接口視覺系統(tǒng)示意（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
3.-2接口的潛在不足
1.較短的線材長度，通常不超過20CM；
2.MIPICSI-2接口不統(tǒng)一，非標準化；
3.驅(qū)動程序非標準化，選擇一款設(shè)計用于SoC的芯片/相機模塊時，須確保相關(guān)模塊也具備相應(yīng)的I2C驅(qū)動程序；
4.像素格式有限，大部分CSI-2驅(qū)動程序支持的像素格式非常有限，并且不一定符合圖像處理領(lǐng)域要求使用的像素格式；
5.相機API不通用，不同平臺復(fù)用代碼較繁瑣。
總體而言，在充分評估MIPI接口相關(guān)參數(shù)前提下，選用MIPI?CSI-2接口相機模組，搭配性能優(yōu)異的計算主板，能夠搭建出非常理想的嵌入式視覺系統(tǒng)，獲得符合最終預(yù)期的優(yōu)秀產(chǎn)品。
*請認真填寫需求信息，我們會在24小時內(nèi)與您取得聯(lián)系。
