Aplikasi industri dan otomotif semakin bergantung pada sistem pencitraan resolusi tinggi, yang harus mampu menyediakan data video bandwidth tinggi secara real-time dan andal. Meskipun standar GigE Vision dikenal luas dan digunakan secara luas, persyaratan aplikasi yang diperbarui mendorong orang untuk mencari solusi alternatif. Teknologi Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) merupakan teknologi alternatif yang mendukung banyak kamera, memungkinkan pemrosesan real-time yang ketat, mengurangi kompleksitas, dan memiliki karakteristik deterministik, berdaya rendah, dan tampilan ringkas.
Artikel ini secara singkat memperkenalkan perbedaan utama antara GigE Vision dan GMSL. Kemudian perkenalkan solusi GMSL Perangkat Analog dan jelaskan cara menggunakan solusi ini untuk mengurangi kompleksitas sistem secara signifikan, meningkatkan keandalan, dan mencapai transmisi video real-time yang efisien.
Bagaimana teknologi antarmuka kamera memengaruhi kinerja
Teknologi antarmuka yang berbeda memberikan solusi untuk memperluas jarak antara sensor kamera dan prosesor host untuk memenuhi persyaratan dasar banyak aplikasi pencitraan. Standar antarmuka kamera GigE Vision berdasarkan teknologi Gigabit Ethernet (GbE) telah diadopsi secara luas. Kamera GigE Vision biasanya mengandalkan rantai sinyal yang terdiri dari tiga komponen utama: sensor gambar, prosesor, dan antarmuka lapisan fisik Ethernet (PHY) (Gambar 1).
Kamera Ethernet menggunakan gambar rantai sinyal berbasis prosesor
Gambar 1: Kamera Ethernet menggunakan rantai sinyal berbasis prosesor untuk buffering dan memproses data sensor gambar sebelum transmisi. (Sumber gambar: Analog Devices, Inc.)
Dalam hal sensor, kamera GigE Vision dapat menggunakan prosesor internalnya untuk mendukung protokol antarmuka sensor yang disesuaikan. Dalam hal transmisi, kamera GigE Vision kompatibel dengan berbagai perangkat host dengan menggunakan Ethernet standar. Misalnya, komputer pribadi dan sistem tertanam biasanya menggunakan port GbE sebagai antarmuka standar. Jika kamera GigE Vision mendukung driver universal (yang biasanya disediakan oleh sistem ini), kamera tersebut dapat digunakan sebagai perangkat plug and play lainnya.
Solusi berbasis Ethernet memiliki keunggulan dalam aplikasi kamera tunggal, namun memerlukan perangkat keras tambahan dalam aplikasi multi kamera. Biasanya, aplikasi ini memerlukan switch Ethernet khusus tambahan atau kartu antarmuka jaringan (NIC) untuk menangani banyak aliran data. Menambahkan perangkat ini ke jalur data video dapat memengaruhi throughput dan latensi antara kamera dan host.
Selain itu, teknologi GMSL Perangkat Analog mengadopsi metode tautan serial point-to-point, memberikan solusi efisien untuk aplikasi yang memerlukan banyak kamera dengan latensi minimal. Kamera GMSL awalnya dirancang untuk aplikasi otomotif, namun sebagai alternatif kamera berbasis Ethernet, kamera GMSL semakin banyak diadopsi untuk aplikasi di luar industri otomotif.
Dalam aplikasi berbasis GMSL, beberapa kamera GMSL kompak dapat dihubungkan ke satu host GMSL tanpa mempengaruhi throughput atau latensi, asalkan sistem host on-chip (SoC) mendukung bandwidth penuh semua kamera (Gambar 2).
Diagram Aplikasi Multi Kamera GMSL
Gambar 2: Aplikasi multi kamera GMSL dapat menggunakan kamera sederhana (kiri), dengan masing-masing kamera terhubung melalui tautan GMSL independen dan akhirnya menyatu ke satu host (kanan). (Sumber gambar: Analog Devices, Inc.)
Kamera yang menggunakan GMSL biasanya menggunakan rantai sinyal yang disederhanakan, termasuk sensor gambar dan serializer GMSL. Sequencer GMSL mendukung dua antarmuka sensor standar:
Perangkat GMSL (GMSL1) generasi pertama mendukung antarmuka pensinyalan diferensial tegangan rendah (LVDS) paralel.
Perangkat GMSL generasi kedua (GMSL2) dan GMSL generasi ketiga (GMSL3) mendukung standar Mobile Industrial Processor Interface (MIPI) yang populer, memungkinkan kamera GMSL menggunakan berbagai sensor gambar terkemuka.
Di sebagian besar aplikasi, data mentah dari sensor gambar diserialkan dan dikirim dalam format aslinya melalui tautan GMSL. Karena tidak adanya prosesor dan komponen pendukung lainnya, desain dan pembuatan kamera GMSL menjadi lebih sederhana. Mereka juga memberikan solusi yang lebih efektif untuk aplikasi yang memerlukan bentuk kamera kompak dan konsumsi daya rendah.
Host tertaut GMSL biasanya merupakan sistem tertanam khusus yang menggabungkan satu atau lebih deserializer perangkat keras. Menjalankan beberapa baris kode pada host biasanya cukup untuk mengakses deserializer perangkat keras ini dan mengambil data. Jika terdapat driver untuk sensor gambar, pengembang hanya perlu mengatur register yang sesuai untuk membaca aliran video dari kamera. Kit evaluasi perangkat GMSL Perangkat Analog mencakup perangkat lunak yang diperlukan untuk mengakses perangkat ini dan menjelajahi fungsinya. Untuk mendapatkan lebih banyak dukungan bagi pengembangan GMSL, Analog Devices menyediakan perpustakaan perangkat lunak sumber terbuka untuk teknologi GMSL.