7 типов преобразователей и мостов MIPI CSI-2: как подключить камеру MIPI CSI-2 через другие интерфейсы
Главные ограничения интерфейса MIPI CSI-2
Последовательный интерфейс камеры (CSI) — спецификация альянса MIPI. Изначально его разработали для мобильных устройств. Это универсальный интерфейс камеры с высокой пропускной способностью, низким энергопотреблением и хорошей масштабируемостью: он лишён недостатков распространённых параллельных интерфейсов.
CSI-2 — высокоскоростной интерфейс, который связывает камеру с хост-процессором. На волне бума смартфонов и растущего спроса на встраиваемые камеры MIPI CSI-2 стал, по формулировке самого альянса, «самым распространённым интерфейсом камер в мобильных устройствах на сегодня».
Протокол MIPI CSI-2 для связи процессора с камерой состоит из трёх уровней: физического (C-PHY/D-PHY) для передачи сигналов, транспортного для передачи данных (управление линиями, низкоуровневый протокол, преобразование пикселей в байты) и прикладного для высокоуровневого кодирования и интерпретации данных.
Пропускной способности хватает на разрешение до 8K Ultra HD и частоту кадров выше 240 к/с, низкое энергопотребление снижает нагрузку на процессор, а малое число выводов уменьшает размеры системы. Кажется, что все эти достоинства ведут к одному выводу:
MIPI CSI-2 — безусловно лучший интерфейс камеры для систем, где на первом месте производительность.
Это верно лишь отчасти. У интерфейса есть ограничения, из-за которых он может не подойти для вашей задачи:
Длина кабеля. Для стабильной связи по CSI-2 длина кабеля не должна превышать примерно 30 см. Этого слишком мало, если камеру нужно поставить далеко от хоста.
Совместимость. Допустим, линейка камер CSI-2 полностью отвечает требованиям задачи, но в выбранном оборудовании нет ни CSI-2, ни какого-либо другого интерфейса камеры. Тогда придётся дорабатывать и программную, и аппаратную часть, а значит — сдвигать сроки.
Зачем нужны преобразователи
Проблемы длины и совместимости решаемы. Если преобразовать MIPI CSI-2 в другой интерфейс, камеры с более высокими характеристиками можно использовать на любом оборудовании без поддержки CSI-2 и сэкономить много времени на разработке прототипа и последующем сопровождении.
Гибкость в выборе интерфейсов к тому же помогает лучше контролировать бюджет.
Типы преобразователей и мостов MIPI CSI-2
Описанные ниже мосты и преобразователи MIPI CSI-2 позволяют увеличить допустимую длину кабеля, перевести сигнал в другой протокол или объединить несколько камер в одно подключение. Они добавляют возможности других интерфейсов и дают больше вариантов для быстрой реализации.
MIPI CSI-2 — HDMI
Преобразователь MIPI CSI-2 — HDMI увеличивает максимальную длину кабеля с 30 см до более чем 10 м. Это выручает, когда камеры стоят далеко от хоста, к тому же кабели HDMI удобнее прокладывать.
Преобразователи MIPI — HDMI от Arducam:
- Комплект адаптеров CSI — HDMI для камер Raspberry Pi (2 платы, 1 комплект)
MIPI CSI-2 — USB 2.0/3.0
Если перевести CSI-2 на подключение USB 2.0/3.0, производительные камеры CSI-2 можно быстро опробовать и подключать к вашей системе без установки драйверов. Так получаются камерные системы, которые совместимы с любым оборудованием и удобны для разработчиков.
HDMI — MIPI CSI-2
Преобразование возможно и в обратную сторону, причём не только ради удлинения кабеля: видео- и аудиопоток HDMI можно перевести в данные, понятные интерфейсу MIPI CSI-2, и подать на него. Это полезно, когда платформе с последовательным интерфейсом камеры нужно принимать сигнал HDMI.
Чтобы подобрать мост HDMI — MIPI CSI-2, напишите нам на quote@arducam-russia.ru.
MIPI CSI-2 — SPI, LVDS, HiSPi, параллельный интерфейс и другие
Иногда все данные с камеры MIPI CSI-2 нужно вывести на определённый интерфейс: SPI, LVDS, HiSPi, параллельный и т. д. С подходящим преобразователем это возможно, как и обратное преобразование (SPI, LVDS, HiSPi, параллельный интерфейс и др. — в MIPI).
Чтобы подобрать другой преобразователь MIPI CSI-2, напишите нам на quote@arducam-russia.ru.
Объединители, мультиплексоры и синхронизаторы камер MIPI CSI-2
Кроме перечисленных преобразователей есть совсем другой тип мостов: они не меняют сигнал и не выводят его на другой интерфейс, а объединяют несколько камер CSI-2 в одно кабельное подключение или, наоборот, разделяют один интерфейс CSI-2 на несколько. Объединитель или мультиплексор MIPI CSI-2 позволяет подключить несколько камер MIPI к оборудованию с одним разъёмом камеры. Синхронизатор обеспечивает одновременную работу всех камер — это критично для многих задач стереозрения.
