SCAILX - 지식 - D-vitec에 MIPI 센서 및 카메라 통합

에지 AI 비전 시스템에서 안정적인 고속-저전력-카메라 액세스는 실시간 추론과 이미지 품질에 매우 중요합니다.{2}} SCAILX AI 플랫폼은 NXP i.MX 8M Plus 프로세서를 기반으로 구축된 소형 모듈식 엣지 비전 솔루션으로, 듀얼 MIPI CSI 2 인터페이스를 통해 유연한 이미지 센서 및 카메라 통합을 지원하도록 설계되었습니다. 이 문서에서는 임베디드 엔지니어를 위한 실제 구현 세부정보와 함께 SCAILX 기반 MIPI의 핵심 원리, 기술적 이점, 실제 통합 과제에 대해 설명합니다.{8}}

MIPI란 무엇이며 MIPI가 임베디드 비전을 지배하는 이유

MIPI(모바일 산업 프로세서 인터페이스)는 모바일 및 모바일{0}}영향 기기에 초점을 맞춘 글로벌 조직인 MIPI Alliance에서 정의한 일련의 인터페이스 사양입니다. 오늘날 MIPI는 스마트폰, 태블릿, 산업용 IoT, 로봇공학, 드론, 웨어러블 및 자동차 시스템의 카메라 및 디스플레이 연결을 위한 사실상의 표준이 되었습니다.

그 수많은 사양 중,MIPI CSI-2(Camera Serial Interface 2)는 임베디드 카메라 솔루션에 가장 널리 사용됩니다. 이는 이미지 센서/카메라와 호스트 프로세서 간의 고속 링크 역할을 하며, 최소한의 전력과 설치 공간으로 고해상도, 고속-프레임-동영상 및 정지-이미지 캡처를 지원합니다.

MIPI CSI-2의 주요 장점

초{0}}전력 소모로 배터리 구동식 소형 에지 기기에 적합-
2K/4K 비디오 및 고해상도 이미징을 위한 높은 데이터 처리량
컴팩트한 핀 수 및 배선으로 PCB 및 기계 설계 단순화
성숙한 생태계와 광범위한 칩 지원

MIPI CSI-2의 핵심 기술 기능

하드웨어 및 시스템 설계 관점에서 MIPI CSI-2는 잘 정의된 성능과 확장성을 제공합니다.

레인당 데이터 속도 최대1.5Gbps고속-모드
확장 가능한 레인 구성: 일반적으로 2개의 데이터 레인 + 1 클록 레인 또는 4개의 데이터 레인 + 1 클록 레인
센서 구성, 노출, 화이트 밸런스 및 게인을 위한 I²C{0}} 기반 제어 채널
직접 고속 직렬 연결로 지연 시간이 짧음-
RAW, RGB, YUV, JPEG 및 기타 산업용 형식에 대한 기본 지원

이러한 특성으로 인해 MIPI CSI-2는 특히 대기 시간, 전력 및 크기가 중요한 일반 USB 또는 이더넷 카메라보다 전문 비전 애플리케이션에 훨씬 더 적합합니다.

임베디드 시스템의 MIPI 통합 요구 사항

USB 카메라(표준 UVC 드라이버 사용) 또는 IP 카메라(RTSP 및 네트워크 프로토콜 사용)와 달리 MIPI 센서 및 카메라에는맞춤형, 센서{0}}특정 드라이버비디오를 캡처, 스트리밍 및 제어합니다.

SCAILX와 같은 Linux{0}} 기반 임베디드 시스템에서 MIPI 카메라 통합은 다음을 사용합니다.비디오4리눅스(V4L2)프레임워크-오디오 및 비디오 기기용 표준 커널 하위 시스템입니다. V4L2는 공통 API를 제공하지만 MIPI는 모든 드라이버에{4}}적합한-한 가지 크기를-제공하지 않습니다. 각 센서에는 다음을 수행하기 위한 전용 드라이버가 필요합니다.

고속-MIPI 데이터 패킷 수신 및 구문 분석
패킷을 사용 가능한 비디오 프레임으로 변환
프레임 버퍼링 및 메모리 관리
I²C를 통해 제어 신호 통신

하드웨어 측면에서 통합에는 다음이 필요합니다.

호스트 프로세서의 기본 MIPI CSI-2 포트
차폐된 유연한 케이블은 일반적으로 다음으로 제한됩니다.<40 cm신호 무결성을 위해
센서와 프로세서 간의 정확한 레인 매핑, 타이밍 및 전기적 매칭

RAW 센서와 ISP{1}}기반 카메라: 실용적인 통합 선택

MIPI 카메라 설계의 주요 차이점은 센서 출력 여부입니다.RAW 데이터또는 다음을 통해 이미지 데이터를 처리했습니다.ISP(이미지 신호 프로세서).

RAW 출력 센서는 V4L2에서 직접 디코딩할 수 없는 순수한 Bayer- 패턴 픽셀 데이터를 제공합니다. 디모자이크, 노이즈 제거, 선명화, 자동 노출 및 화이트 밸런스를 수행하려면 ISP가 필요합니다. 이 ISP는 다음과 같습니다.

카메라 모듈에 통합됨(하드웨어 ISP)
소프트웨어로 구현되거나 호스트 프로세서에 내장됨

이와 대조적으로 ISP가 내장된-센서(예: OmniVision OV5640-AF) 또는 기본 V4L2 지원 모델(예: OmniVision OS08A20)은 통합을 크게 단순화하며 종종 표준 V4L2 드라이버만 필요합니다.

실제 프로젝트에서는 두 경로 모두 안정적인 고품질 출력을 달성하기 위해 신중한 ISP 조정과 드라이버 개발이 필요합니다.{0}}

SCAILX 플랫폼: MIPI 카메라 기본 지원

SCAILX 엣지 AI 플랫폼은 NXP i.MX 8M Plus 프로세서를 활용합니다.4레인 MIPI CSI-2 포트, 카메라 제어를 위한 전용 I²C, 전원 및 GPIO와 함께 제공됩니다. 이 하드웨어 기반은 안정적인 고성능-MIPI 통합을 가능하게 합니다.

SCAILX에서 지원되는 카메라 유형

1. SCAILX-2GS234-xY 보드 카메라

온보드 ISP와 SCAILX용 맞춤형 V4L2 드라이버를 갖춘 Onsemi AR0234 글로벌 셔터 센서를 기반으로 하며 고속 모션 캡처 및 산업 검사에 이상적입니다.-

2. Sony FCB-EV9500M 블록 줌 카메라

전문 PTZ 및 줌 애플리케이션을 위한 직접 MIPI 출력

3. LVDS---MIPI 변환기 지원옵션 확장 보드를 사용하면 Videology, Sony, Tamron 및 기타 산업 브랜드의 LVDS 출력 줌 카메라와 호환되어 카메라 선택의 폭이 크게 넓어집니다.

결론

MIPI CSI-2는 속도, 전력, 크기 및 대기 시간의 균형을 유지하는 전문 엣지 비전 시스템을 위한 최적의 인터페이스입니다. SCAILX AI 플랫폼의 기본 듀얼 MIPI 포트, i.MX 8M Plus 처리 및 모듈식 하드웨어 설계는 글로벌 셔터 센서, 줌 카메라 및 맞춤형 산업용 모듈을 통합하기 위한 강력한 기반을 제공합니다.

성공적인 MIPI 통합은 다음 세 가지 요소에 달려 있습니다.