تطبيقات الصناعة والسيارات تعتمد بشكل متزايد على أنظمة التصوير عالية الدقة ، والتي يجب أن تكون قادرة على توفير بيانات فيديو عالية النطاق الترددي في الوقت الحقيقي بكفاءة وموثوقية.على الرغم من أن معايير غيغ فيجن معروفة على نطاق واسع وتستخدم على نطاق واسع، تحديث متطلبات التطبيقات يدفع الناس للبحث عن حلول بديلة. تكنولوجيا Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) هي تكنولوجيا بديلة تدعم كاميرات متعددة،يسمح بمعالجة صارمة في الوقت الحقيقي، يقلل من التعقيد ، وله خصائص محددة منخفضة الطاقة ومظهر مضغوط.
تقدم هذه المقالة باختصار الاختلافات الرئيسية بين GigE Vision و GMSL.ثم تعريف حلول GMSL من أجهزة Analog وتوضيح كيفية استخدام هذه الحلول للحد من تعقيد النظام بشكل كبير، تحسين الموثوقية، وتحقيق نقل الفيديو الفعال في الوقت الحقيقي.
كيف تؤثر تكنولوجيا واجهة الكاميرا على الأداء
توفر تقنيات الواجهة المختلفة حلول لتوسيع المسافة بين أجهزة استشعار الكاميرا ومعالجات المضيف لتلبية المتطلبات الأساسية للعديد من تطبيقات التصوير.تم اعتماد معيار واجهة الكاميرا GigE Vision على أساس تقنية Gigabit Ethernet (GbE) على نطاق واسعتعتمد كاميرات GigE Vision عادةً على سلسلة إشارات تتكون من ثلاثة مكونات رئيسية: جهاز استشعار الصورة ، ومعالج ، وواجهة طبقة إيثيرنت المادية (PHY) (الشكل 1).
الكاميرات الإيثيرنت تستخدم صور سلسلة الإشارات القائمة على المعالج
الشكل 1: تستخدم كاميرا إيثيرنت سلسلة إشارات قائمة على معالج لتخزين بيانات مستشعر الصورة ومعالجتها قبل الإرسال. (مصدر الصورة: أجهزة Analog, Inc.)
من حيث أجهزة الاستشعار، يمكن للكاميرا "جيج إي فيجن" استخدام معالجها الداخلي لدعم بروتوكولات واجهة أجهزة الاستشعار المخصصة.الكاميرا GigE Vision متوافقة مع أجهزة مضيفة مختلفة باستخدام Ethernet القياسيعلى سبيل المثال، أجهزة الكمبيوتر الشخصية والأنظمة المدمجة عادة ما تستخدم منافذ GbE كواجهات قياسية.إذا كانت كاميرا GigE Vision تدعم برامج تشغيل عالمية (التي يتم توفيرها عادة من قبل هذه الأنظمة)، يمكن أن تستخدم كجهاز آخر للدفع واللعب.
الحلول القائمة على Ethernet لها مزايا في تطبيقات الكاميرا الواحدة ، ولكنها تتطلب أجهزة إضافية في تطبيقات الكاميرا المتعددة.تتطلب هذه التطبيقات مفتاحات إضافية مخصصة أو بطاقات واجهة الشبكة (NICs) للتعامل مع تدفقات بيانات متعددةإضافة هذه الأجهزة إلى مسار بيانات الفيديو قد تؤثر على الناتج والفترة الزمنية بين الكاميرا والمضيف.
وبالإضافة إلى ذلك، تتبنى تكنولوجيا GMSL من أجهزة Analog طريقة اتصال متسلسل من نقطة إلى نقطة، مما يوفر حلًا فعالًا للتطبيقات التي تتطلب كاميرات متعددة مع الحد الأدنى من فترة التأخير.تم تصميم كاميرات GMSL في الأصل لتطبيقات السيارات، ولكن كبديل للكاميرات القائمة على Ethernet ، يتم اعتماد كاميرات GMSL بشكل متزايد للتطبيقات خارج صناعة السيارات.
في التطبيقات القائمة على GMSL ، يمكن توصيل العديد من كاميرات GMSL المدمجة إلى مضيف GMSL واحد دون التأثير على الناتج أو التأخير ،شريطة أن يدعم نظام المضيف الموجود على الشريحة عرض النطاق الترددي الكامل لجميع الكاميرات (الشكل 2).
مخطط تطبيق GMSL متعدد الكاميرات
الشكل 2: تطبيقات GMSL متعددة الكاميرات يمكن أن تستخدم كاميرات بسيطة (على اليسار) ، حيث يتم توصيل كل كاميرا من خلال رابط GMSL مستقل وتلتقي في النهاية إلى مضيف واحد (على اليمين).الأجهزة التناظرية، Inc.)
الكاميرات التي تستخدم GMSL عادة ما تستخدم سلاسل إشارات مبسطة ، بما في ذلك أجهزة استشعار الصور ومسلسلات GMSL. يدعم تسلسل GMSL واجهات استشعار قياسية:
يدعم جهاز GMSL من الجيل الأول (GMSL1) واجهة الإشارة التفاضلية الموازية منخفضة الجهد (LVDS).
أجهزة الجيل الثاني من GMSL (GMSL2) والجيل الثالث من GMSL (GMSL3) تدعم معيار واجهة المعالج الصناعي المتنقل الشائع (MIPI) ،تسمح لكاميرات GMSL باستخدام مجموعة متنوعة من أجهزة استشعار الصور الرائدة.
في معظم التطبيقات ، يتم تسلسل البيانات الخام من أجهزة استشعار الصور وإرسالها في تنسيقها الأصلي عبر رابط GMSL. بسبب غياب المعالجات والمكونات الداعمة الأخرى ، يتم إرسال البيانات الخام من أجهزة استشعار الصور إلى أجهزة استشعار الصور.تصميم وتصنيع كاميرات GMSL أبسطكما أنها توفر حلولاً أكثر فعالية للتطبيقات التي تتطلب أشكال كاميرات مضغوطة واستهلاك طاقة منخفض.
عادة ما يكون المضيف المرتبط بـ GMSL نظامًا مضمنًا مخصصًا يجمع بين أحد أو أكثر من أجهزة إزالة السلاسل.تشغيل بضعة أسطر من الشفرة على المضيف عادة ما يكون كافيا للوصول إلى هذه deserializers الأجهزة واسترداد البياناتإذا كان هناك سائق لجهاز استشعار الصورة، يحتاج المطورون فقط إلى تعيين السجلات المناسبة لقراءة تيار الفيديو من الكاميرا.تتضمن مجموعة تقييم أجهزة GMSL من أجهزة Analog Devices البرامج المطلوبة للوصول إلى هذه الأجهزة واستكشاف وظائفهامن أجل الحصول على مزيد من الدعم لتطوير GMSL ، توفر أجهزة Analog مكتبة برمجيات مفتوحة المصدر لتكنولوجيا GMSL.