As aplicações industriais e automotivas dependem cada vez mais de sistemas de imagem de alta resolução, que devem ser capazes de fornecer de forma eficiente e fiável dados de vídeo em tempo real de alta largura de banda.Embora o padrão GigE Vision seja amplamente conhecido e amplamente utilizadoA tecnologia Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) é uma tecnologia alternativa que suporta múltiplas câmaras.permite um processamento rigoroso em tempo real, reduz a complexidade e possui características determinísticas de baixa potência e uma aparência compacta.
Este artigo apresenta brevemente as principais diferenças entre a GigE Vision e a GMSL.Em seguida, introduzir as soluções GMSL da Analog Devices e explicar como usar essas soluções para reduzir significativamente a complexidade do sistema, melhorar a fiabilidade e alcançar uma transmissão de vídeo eficiente em tempo real.
Como a tecnologia de interface da câmera afeta o desempenho
Diferentes tecnologias de interface fornecem soluções para alargar a distância entre os sensores da câmara e os processadores host para atender aos requisitos básicos de muitas aplicações de imagem.O padrão de interface de câmera GigE Vision baseado na tecnologia Gigabit Ethernet (GbE) foi amplamente adotadoAs câmaras GigE Vision tipicamente dependem de uma cadeia de sinal composta por três componentes principais: um sensor de imagem, um processador e uma interface de camada física Ethernet (PHY) (Figura 1).
As câmeras Ethernet usam imagens de cadeia de sinal baseadas em processador
Figura 1: A câmera Ethernet usa uma cadeia de sinal baseada em processador para buffer e processar dados do sensor de imagem antes da transmissão. (Fonte da imagem: Analog Devices, Inc.)
Em termos de sensores, a câmara GigE Vision pode usar o seu processador interno para suportar protocolos de interface de sensores personalizados.a câmara GigE Vision é compatível com vários dispositivos host usando Ethernet padrãoPor exemplo, os computadores pessoais e os sistemas embutidos normalmente usam portas GbE como interfaces padrão.Se a câmara GigE Vision suportar drivers universais (que são tipicamente fornecidos por esses sistemas), pode ser usado como outro periférico plug and play.
As soluções baseadas em Ethernet têm vantagens em aplicações de câmera única, mas exigem hardware adicional em aplicações de câmeras múltiplas.Essas aplicações exigem switches Ethernet dedicados adicionais ou placas de interface de rede (NICs) para lidar com vários fluxos de dadosAdicionar estes dispositivos ao caminho de dados de vídeo pode afetar o throughput e a latência entre a câmara e o host.
Além disso, a tecnologia GMSL da Analog Devices adota um método de ligação serial ponto a ponto, proporcionando uma solução eficiente para aplicações que exigem múltiplas câmaras com latência mínima.As câmaras GMSL foram originalmente concebidas para aplicações automotivas, mas como alternativa às câmaras baseadas em Ethernet, as câmaras GMSL estão a ser cada vez mais adotadas para aplicações fora da indústria automóvel.
Em aplicações baseadas em GMSL, várias câmaras compactas GMSL podem ser conectadas a um único host GMSL sem afetar o débito ou a latência,desde que o sistema host no chip (SoC) suporte a largura de banda completa de todas as câmaras (Figura 2).
Diagrama de aplicação GMSL de câmaras múltiplas
Figura 2: Aplicações GMSL com várias câmeras podem usar câmeras simples (esquerda), com cada câmera conectada através de um link GMSL independente e, finalmente, convergindo para um único host (direita). (Fonte da imagem:Dispositivos analógicos, Inc.)
As câmeras que usam GMSL normalmente usam cadeias de sinal simplificadas, incluindo sensores de imagem e serializadores GMSL.
O dispositivo GMSL de primeira geração (GMSL1) suporta uma interface paralela de sinalização diferencial de baixa tensão (LVDS).
Os dispositivos GMSL de segunda geração (GMSL2) e GMSL de terceira geração (GMSL3) suportam o popular padrão Mobile Industrial Processor Interface (MIPI),permitindo que as câmaras GMSL utilizem uma variedade de sensores de imagem líderes.
Na maioria das aplicações, os dados brutos dos sensores de imagem são serializados e enviados em seu formato original através de um link GMSL.O projeto e a fabricação de câmaras GMSL são mais simplesTambém fornecem soluções mais eficazes para aplicações que exigem formas de câmara compactas e baixo consumo de energia.
O host ligado ao GMSL é geralmente um sistema incorporado personalizado que combina um ou mais deserializadores de hardware.A execução de algumas linhas de código no host é geralmente suficiente para acessar esses deserializadores de hardware e recuperar dadosSe houver um driver para o sensor de imagem, os desenvolvedores só precisam configurar os registos apropriados para ler o fluxo de vídeo da câmera.O kit de avaliação de dispositivos GMSL da Analog Devices inclui o software necessário para acessar esses dispositivos e explorar sua funcionalidadeA fim de obter mais apoio para o desenvolvimento do GMSL, a Analog Devices fornece uma biblioteca de software de código aberto para a tecnologia GMSL.