Le applicazioni industriali e automobilistiche si basano sempre più su sistemi di imaging ad alta risoluzione, che devono essere in grado di fornire in modo efficiente e affidabile dati video in tempo reale ad alta larghezza di banda.Sebbene lo standard GigE Vision sia ampiamente conosciuto e utilizzatoLa tecnologia Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) è una tecnologia alternativa che supporta più fotocamere,consente un trattamento rigoroso in tempo reale, riduce la complessità e presenta caratteristiche deterministiche e di bassa potenza e un aspetto compatto.
Questo articolo presenta brevemente le principali differenze tra GigE Vision e GMSL.Poi introdurre le soluzioni GMSL di Analog Devices e spiegare come utilizzare queste soluzioni per ridurre significativamente la complessità del sistema, migliorare l'affidabilità e raggiungere un'efficiente trasmissione video in tempo reale.
Come la tecnologia di interfaccia della fotocamera influenza le prestazioni
Diverse tecnologie di interfaccia forniscono soluzioni per estendere la distanza tra i sensori della fotocamera e i processori host per soddisfare i requisiti di base di molte applicazioni di imaging.Lo standard di interfaccia della fotocamera GigE Vision basato sulla tecnologia Gigabit Ethernet (GbE) è stato ampiamente adottatoLe telecamere GigE Vision si basano in genere su una catena di segnali composta da tre componenti principali: un sensore di immagine, un processore e un'interfaccia di livello fisico Ethernet (PHY) (Figura 1).
Le telecamere Ethernet utilizzano immagini a catena di segnale basate sul processore
Figura 1: La telecamera Ethernet utilizza una catena di segnali basata su un processore per tamponare e elaborare i dati del sensore di immagine prima della trasmissione (fonte dell'immagine: Analog Devices, Inc.)
In termini di sensori, la fotocamera GigE Vision può utilizzare il suo processore interno per supportare protocolli di interfaccia dei sensori personalizzati.la fotocamera GigE Vision è compatibile con vari dispositivi host utilizzando Ethernet standardAd esempio, i personal computer e i sistemi embedded utilizzano tipicamente le porte GbE come interfacce standard.Se la fotocamera GigE Vision supporta driver universali (che sono generalmente forniti da questi sistemi), può essere utilizzato come un altro periferico plug and play.
Le soluzioni basate su Ethernet hanno vantaggi nelle applicazioni a singola fotocamera, ma richiedono hardware aggiuntivo nelle applicazioni a più fotocamere.queste applicazioni richiedono switch Ethernet dedicati aggiuntivi o schede di interfaccia di rete (NIC) per gestire più flussi di datiL'aggiunta di questi dispositivi al percorso dei dati video può influenzare il throughput e la latenza tra la fotocamera e l'host.
Inoltre, la tecnologia GMSL di Analog Devices adotta un metodo di collegamento seriale punto-punto, fornendo una soluzione efficiente per applicazioni che richiedono più telecamere con una latenza minima.Le telecamere GMSL sono state originariamente progettate per applicazioni automobilistiche, ma come alternativa alle telecamere basate su Ethernet, le telecamere GMSL vengono sempre più adottate per applicazioni al di fuori dell'industria automobilistica.
In applicazioni basate su GMSL, più fotocamere GMSL compatte possono essere collegate a un singolo host GMSL senza influire sul throughput o sulla latenza,a condizione che il sistema host on-chip (SoC) supporti l'intera larghezza di banda di tutte le telecamere (figura 2).
Diagramma di applicazione GMSL Multi Camera
Figura 2: Le applicazioni GMSL multicamera possono utilizzare fotocamere semplici (a sinistra), con ciascuna fotocamera collegata tramite un collegamento GMSL indipendente e infine convergente a un singolo host (a destra).Dispositivi analogici, Inc.)
Le telecamere che utilizzano GMSL utilizzano in genere catene di segnale semplificate, tra cui sensori di immagine e serializzatori GMSL.
Il dispositivo GMSL di prima generazione (GMSL1) supporta l'interfaccia parallela di segnalazione differenziale a bassa tensione (LVDS).
I dispositivi GMSL di seconda generazione (GMSL2) e GMSL di terza generazione (GMSL3) supportano il popolare standard Mobile Industrial Processor Interface (MIPI),che consentono alle telecamere GMSL di utilizzare una varietà di sensori di immagine di punta.
Nella maggior parte delle applicazioni, i dati grezzi provenienti dai sensori di immagine sono serializzati e inviati nel loro formato originale tramite un collegamento GMSL.la progettazione e la fabbricazione delle telecamere GMSL sono più sempliciForniscono inoltre soluzioni più efficaci per applicazioni che richiedono forme di fotocamera compatte e basso consumo energetico.
L'host collegato GMSL è di solito un sistema incorporato personalizzato che combina uno o più deserializzatori hardware.Eseguire poche righe di codice sull'host è di solito sufficiente per accedere a questi deserializers hardware e recuperare i datiSe esiste un driver per il sensore di immagine, gli sviluppatori devono solo impostare i registri appropriati per leggere il flusso video dalla fotocamera.Il kit di valutazione dei dispositivi GMSL di Analog Devices include il software necessario per accedere a questi dispositivi ed esplorare la loro funzionalitàAl fine di ottenere maggiore supporto per lo sviluppo di GMSL, Analog Devices fornisce una libreria software open source per la tecnologia GMSL.