Einführung
MIPI CSI-2 ist die gebräuchlichste Schnittstelle zum Anschluss von Kameramodulen an eingebettete Prozessoren – Telefone, Drohnen, medizinische Oszilloskope und Automobilkameras. Im Gegensatz zu USB ist MIPI für Kurzstreckenvideos mit geringer Latenz und hoher Bandbreite konzipiert. VerständnisMIPI-Bandbreiteist wichtig, um Ihre Zielauflösung und Bildrate zu unterstützen. Bei Sincere produzieren wirCMOS-ModulkameraLösungen seit über 30 Jahren, darunterMIPI-KameramodulEntwürfe.
Was ist MIPI-Bandbreite?
Bandbreite ist die maximale Datenrate vom Kamerasensor zum Prozessor, gemessen inGigabit pro Sekunde (Gbit/s)pro Datenspur. MIPI CSI-2 verwendet 1, 2 oder 4 differenzielle Datenspuren (plus eine Taktspur). Jede Spur läuft normalerweise von 500 Mbit/s bis 2,5 Gbit/s. Gesamtbandbreite=Lane-Rate × Anzahl der Lanes.
Gängige Konfigurationen:
1-spurig:1,5–2,5 Gbit/s
2-spurig:3–5 Gbit/s
4-spurig:6–10 Gbit/s
A 4k-DrohnenkameramodulVerwendet häufig 4 Spuren mit 1,5 Gbit/s (insgesamt 6 Gbit/s) für 4K bei 30 Bildern pro Sekunde.
MIPI im Vergleich zu anderen Schnittstellen
| Schnittstelle | Bandbreite | Kabellänge | Anwendungsfall |
|---|---|---|---|
| MIPI CSI-2 | 1–10 Gbit/s | <30 cm | Eingebettet, geringe Latenz |
| USB 2.0 | 480 Mbit/s | 3–5 m | Grundlegende Webcams |
| USB 3.0/3.1 | 5–10 Gbit/s | 3–5 m | Hochgeschwindigkeits-USB-Kameras |
| GigE-Vision | 1 Gbit/s | 100 m | Industrielle Bildverarbeitung |
A Kamera-USB-Modulist praktisch, hat aber eine höhere Latenz. AMIPI-Kameramodulbietet eine geringere Latenz und einen geringeren Stromverbrauch – die Kamera muss jedoch sehr nahe am Prozessor sein.
Berechnung der erforderlichen Bandbreite
Rohdatenrate=Breite × Höhe × Bittiefe × Bildrate plus Overhead.
HD-Kameramodul(1280×720, 10 Bit, 30 fps): Roh ~276 Mbit/s → mit Overhead ~350–400 Mbit/s. Eine einzelne 500-Mbit/s-Lane funktioniert.
1080p bei 60 Bildern pro Sekunde(10-Bit): Roh ~1,24 Gbit/s → Overhead ~1,5 Gbit/s. Eine Spur mit 1,5 Gbit/s passt; Zwei Spuren sind sicherer.
4K @ 30fps(10-Bit): Roh ~2,49 Gbit/s → Overhead ~3 Gbit/s. Zwei 1,5-Gbit/s-Lanes ergeben 3 Gbit/s (Grenzwert); Vier Spuren mit 1,5 Gbit/s (6 Gbit/s) sind komfortabel.
4K @ 60fps: raw ~4.98 Gbps → overhead >5 Gbit/s. Benötigt 4 Lanes mit 1,5 Gbit/s (6 Gbit/s) oder 2 Lanes mit 2,5 Gbit/s (5 Gbit/s).
Praktische Überlegungen
Prozessorunterstützung– Überprüfen Sie die Lane-Anzahl und die maximale Lane-Geschwindigkeit des Host-Prozessors. Nicht alle Prozessoren unterstützen 4-Lane oder 2,5 Gbit/s.
Kabellänge– MIPI gilt für Leiterbahnen von Platine zu Platine unter 30 cm. Längere Kabel verschlechtern das Signal.
Autofokus- EinAutofokus-USB-Kameramodulverwendet USB; Autofokus-Befehle erfolgen über I2C und haben keinen Einfluss auf die Videobandbreite. Auch MIPI-Module nutzen I2C zur Steuerung.
Drohnenanwendungen – A 4k-DrohnenkameramodulVerwendet MIPI für geringes Gewicht und geringen Stromverbrauch.. 4 Lanes verarbeiten problemlos 4K bei 30 Bildern pro Sekunde.
MIPI vs. USB
| Besonderheit | MIPI | USB |
|---|---|---|
| Bandbreite | Bis zu 10 Gbit/s (4-spurig) | USB 3.0: 5 Gbit/s; 3.1: 10 Gbit/s |
| Latenz | Sehr niedrig (µs) | Niedrig, aber höher (ms) |
| Kabellänge | <30 cm | 3–5 m |
| Leistung | Niedrig | Höher |
| Integration | Erfordert einen MIPI-Empfänger | Plug-and-Play (UVC) |
| Am besten für | Eingebettet, in Echtzeit | Entwicklung, PC-basiert |
So wählen Sie die MIPI-Konfiguration aus
| Auflösung / FPS | Fahrspuren | Spurgeschwindigkeit |
|---|---|---|
| 720p bei 30 Bildern pro Sekunde | 1 Spur | 500 Mbit/s |
| 1080p bei 30 Bildern pro Sekunde | 1 Spur | 1 Gbit/s |
| 1080p bei 60 Bildern pro Sekunde | 2 Bahnen | Jeweils 1 Gbit/s |
| 4K @ 30fps | 2 Spuren (oder 4) | 1,5 Gbit/s (oder 800 Mbit/s) |
| 4K @ 60fps | 4 Bahnen | Jeweils 1,5 Gbit/s |
MIPI-Kameramodule von Sincere
Bei Sincere entwerfen wirCMOS-ModulkameraLösungen mit MIPI CSI-2-Ausgabe:
MIPI-Kameramodul– Konfigurierbare Spuren (1/2/4) und Geschwindigkeiten, bis zu 4K bei 60 fps.
HD-Kameramodul– 720p/1080p für kostensensible Embedded-Anwendungen.
Kamera-USB-Modul– Für Prototyping; MIPI für die Produktion.
Autofokus-USB-Kameramodul– Für variablen Fokus mit USB-Komfort.
4k-Drohnenkameramodul– Leichtes, 4-spuriges MIPI für UAVs.
CMOS-Modulkamera– Sony, OmniVision-Sensoren, abgestimmt auf Ihre Bandbreite.
Zusammenfassung
Die Bandbreite des MIPI-Kameramoduls liegt je nach Spuranzahl und Geschwindigkeit zwischen 1 und 10 Gbit/s. Es unterstützt HD bis 4K bei hohen Bildraten und sehr geringer Latenz. Im Vergleich zu einemKamera-USB-Modul, MIPI tauscht die Kabellänge gegen geringeren Stromverbrauch und Echtzeitleistung ein. Für einen4k-Drohnenkameramodul4 Lanes mit jeweils 1,5 Gbit/s (6 Gbit/s) bewältigen problemlos 4K bei 30 Bildern pro Sekunde. Wenn Sie eine einfache PC-Integration benötigen, aKamera-USB-ModuloderAutofokus-USB-Kameramodulist besser. Wählen Sie die richtige MIPI-Konfiguration basierend auf Ihrer Auflösung, Bildrate und Host-Prozessorfähigkeiten.
Kontaktieren Sie Sincere, um Ihr Problem zu besprechenMIPI-KameramodulAnforderungen.
