برنامه های کاربردی صنعتی و خودرو به طور فزاینده ای به سیستم های تصویربرداری با وضوح بالا متکی هستند، که باید بتوانند به طور موثر و قابل اعتماد داده های ویدئویی در زمان واقعی با پهنای باند بالا را ارائه دهند.اگرچه استاندارد GigE Vision به طور گسترده شناخته شده و به طور گسترده استفاده می شود، نیازمندی های کاربردی به روز شده مردم را به دنبال راه حل های جایگزین می کشاند. فناوری Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) یک فناوری جایگزین است که از چندین دوربین پشتیبانی می کند.امکان پردازش دقیق در زمان واقعی، پیچیدگی را کاهش می دهد و دارای ویژگی های تعیین کننده و کم مصرف و ظاهر جمع و جور است.
این مقاله به طور خلاصه تفاوت های اصلی بین GigE Vision و GMSL را معرفی می کند.سپس راه حل های GMSL دستگاه های آنالوگ را معرفی کنید و نحوه استفاده از این راه حل ها را برای کاهش قابل توجهی پیچیدگی سیستم توضیح دهید، بهبود قابلیت اطمینان و دستیابی به انتقال ویدئویی موثر در زمان واقعی.
چگونگی تاثیر تکنولوژی رابط دوربین بر عملکرد
فناوری های رابط مختلف راه حل هایی را برای افزایش فاصله بین سنسورهای دوربین و پردازنده های میزبان برای پاسخگویی به الزامات اساسی بسیاری از برنامه های تصویربرداری فراهم می کنند.استاندارد رابط دوربین GigE Vision بر اساس فناوری Gigabit Ethernet (GbE) به طور گسترده ای پذیرفته شده استدوربین های GigE Vision به طور معمول به یک زنجیره سیگنال که شامل سه جزء اصلی است، متکی هستند: یک سنسور تصویر، یک پردازنده و یک رابط لایه فیزیکی اترنت (PHY) (شکل 1).
دوربین های اترنت از تصاویر زنجیره سیگنال مبتنی بر پردازنده استفاده می کنند
شکل 1: دوربین اترنت از یک زنجیره سیگنال مبتنی بر پردازنده برای بافر و پردازش داده های سنسور تصویر قبل از انتقال استفاده می کند. (منبع تصویر: دستگاه های آنالوگ، شرکت)
از نظر سنسورها، دوربین GigE Vision می تواند از پردازنده داخلی خود برای پشتیبانی از پروتکل های رابط سنسور سفارشی استفاده کند. از نظر انتقال،دوربین GigE Vision با دستگاه های مختلف میزبان با استفاده از استاندارد Ethernet سازگار استبه عنوان مثال، کامپیوترهای شخصی و سیستم های جاسازی شده معمولا از پورت های GbE به عنوان رابط های استاندارد استفاده می کنند.اگر دوربین GigE Vision از درایورهای جهانی پشتیبانی کند (که معمولاً توسط این سیستم ها ارائه می شوند)، مي تونه به عنوان يه پلاگ و بازي ديگه استفاده بشه
راه حل های مبتنی بر اترنت در کاربردهای یک دوربین مزایای زیادی دارند، اما در کاربردهای چند دوربین به سخت افزار اضافی نیاز دارند.این برنامه ها نیاز به سوئیچ های اختصاصی اضافی اترنت یا کارت های رابط شبکه (NIC) برای مدیریت جریان های متعدد داده دارند.. اضافه کردن این دستگاه ها به مسیر داده های ویدیویی ممکن است بر سرعت و تاخیر بین دوربین و میزبان تاثیر بگذارد.
علاوه بر این، فناوری GMSL دستگاه های آنالوگ یک روش پیوند سریالی نقطه به نقطه را اتخاذ می کند و یک راه حل کارآمد را برای برنامه هایی که به دوربین های متعدد با کمترین تاخیر نیاز دارند، فراهم می کند.دوربین های GMSL در اصل برای کاربردهای خودرو طراحی شده اند، اما به عنوان یک جایگزین برای دوربین های مبتنی بر اترنت، دوربین های GMSL به طور فزاینده ای برای کاربردهای خارج از صنعت خودرو استفاده می شوند.
در برنامه های کاربردی مبتنی بر GMSL، چندین دوربین کوچک GMSL می توانند به یک میزبان GMSL متصل شوند بدون اینکه روی خروجی یا تأخیر تأثیر بگذارد.به شرطی که سیستم میزبان روی تراشه (SoC) از تمام پهنای باند تمامی دوربین ها پشتیبانی کند (شکل 2).
نمودار کاربرد چند دوربین GMSL
شکل ۲: برنامه های چند دوربین GMSL می توانند از دوربین های ساده (چپ) استفاده کنند، که هر دوربین از طریق یک پیوند مستقل GMSL متصل شده و در نهایت به یک میزبان واحد (راست) متصل می شود. (منبع تصویر:دستگاه های آنالوگ، Inc.)
دوربین هایی که از GMSL استفاده می کنند معمولاً از زنجیره های سیگنال ساده استفاده می کنند، از جمله سنسورهای تصویر و سریالیزرهای GMSL. توالی دهنده GMSL از دو رابط سنسور استاندارد پشتیبانی می کند:
دستگاه GMSL نسل اول (GMSL1) از رابط سیگنال دهی فرقی ولتاژ پایین موازی (LVDS) پشتیبانی می کند.
دستگاه های GMSL نسل دوم (GMSL2) و نسل سوم (GMSL3) از استاندارد محبوب Mobile Industrial Processor Interface (MIPI) پشتیبانی می کنند.اجازه دادن به دوربین های GMSL برای استفاده از انواع سنسورهای تصویر پیشرو.
در اکثر برنامه ها، داده های خام از سنسورهای تصویر به صورت سریالی و در قالب اصلی خود از طریق یک پیوند GMSL ارسال می شوند.طراحی و ساخت دوربین های GMSL ساده تر استآنها همچنین راه حل های کارآمدتری را برای کاربردهایی که به اشکال کامپکت دوربین و مصرف انرژی کم نیاز دارند، ارائه می دهند.
میزبان متصل به GMSL معمولا یک سیستم جاسازی شده سفارشی است که یک یا چند deserializers سخت افزاری را ترکیب می کند.اجرا کردن چند خط کد در میزبان معمولا کافی است برای دسترسی به این deserializers سخت افزار و بازیابی داده هااگر درایور برای سنسور تصویر وجود داشته باشد، توسعه دهندگان فقط نیاز به تنظیم ثبت مناسب برای خواندن جریان ویدئویی از دوربین دارند.کیت ارزیابی دستگاه GMSL دستگاه های آنالوگ شامل نرم افزار مورد نیاز برای دسترسی به این دستگاه ها و کشف عملکرد آنها استبه منظور به دست آوردن حمایت بیشتر برای توسعه GMSL، دستگاه های آنالوگ یک کتابخانه نرم افزار منبع باز برای فناوری GMSL فراهم می کند.