GMSL2 ба Ethernet камер: бүтэцтэй хараа системд үндсэн ялгаанууд

Өндөр чанарын, өндөр нөөц бүрдүүлэлттүү дүрсийн өгөгдлийг дамжуулах нь үзэмжийн системийн дизайнд үүрэгтүүл бүрдүүлэлттүү. Энэ нь үндэсний төвхөн удирдлага, үйлдвэрлэлийн автоматжуулалт, робототехник гэх мэт салбаруудад тусгайлан үүрэгтүүл бүрдүүлэлттүү, учир нь урт зайн, бага хожигдлын, өндөр найдвартай өгөгдлийн дамжуулалт шаардлагатай. GMSL2 камерууд ба Ethernet камерууд нь хоёр үндсэн технологийн шийдэл юм. Түүд нь өөрсдийн техник давуу талуудыг, ашиглалтын салбаруудыг бүрдүүлэлттүү, гэтэд өөрсдийнхөө дуурьт хүндрэлүүдийг бүрдүүлэлттүү.

Камер модулийн консультант хүмүүн хүртэл, энэ статья нь GMSL2 ба Ethernet гэх хоёр өндөр хурдны дамжуулалтын технологийн зарчим, архитектур, ажиллах үзүүлэлтүүдийн ялгааг дэлгэрэнгүй шинжилнэ. Инженерийн үзүүлэлтээс, бид GMSL2 ба Ethernet-ийн давуу ба сул талуудыг судлаж, та нарын бүрдүүлэлттүү хөрш үзэмжийн хэрэглээд хамгийн оновчтой шийдлийг хийхэд туслах практик сонголтын заавар үзүүлнэ.

GMSL2 камер гэж юу вэ?

GMSL2 (Гигабитын олон-медиа дараалан холбоос 2) нь Maxim Integrated (одоо Analog Devices) компани талд хөгжүүлсэн дараалан холбоосын протокол юм. Түүний зориулалт нь автомашин ба үйлдвэрлэлийн хэрэглээд хурд, бага латентностьн дүрс ба удирдлагын мэдээллийг дамжуулах юм. GMSL2 камер модуль нь ихэвчлэн CMOS дүрсийн сенсор ба GMSL2 сериализатор чипснээс бүрддүг. Энэ сериализатор нь сенсоруудаас MIPI CSI-2 мэдээллийн урсгалыг хурдны үед бүлдүүрдүж, дамжуулдүг.

GMSL2-ын үндсэн онцлог нь түүний үр дүнтэй архитектура юм. Түүн дотор өндөр хурдны дүрсийн мэдээллийг, хоёр чиглэлдүг удирдлагын командуудыг ба хүчдлийг ганц коаксиал кабель эсвэл хамгаалттай хос хүснэгт кабель дээр нэгэн зэрэг дамжуулдүг. Энэ «ганц кабель» интеграци нь утасны харуулан зүйлсийн төсөлтөөнг хүндэтгүүлдүг, утасны зардал ба нарийн төсөлтөөнг бүүр бүүр багасгдүг. Энэ нь автономи түлхүүрлэл ба ADAS системүүддүг том хүчдлийн давуу тал юм, учир нь түүн дотор зай хязгаарлагдүг ба утасны жин хүчдлийн хувьд майхан.

Ethernet камер гэж юу вэ?

Этернет камер нь зурагны өгөртүүдийг дамжуулахын тулд Этернет протоколыг ашиглана. Түүн дээр танил сүлжээний технологиудыг ашиглан зурагны өгөртүүдийг стандарт IP багцад хуримтлуулж, Этернет кабелейн дотор дамжуулна. Этернет камер модуль нь ихэнхдээ зургийн сенсор, зургийн сигналын боловсруулагч (ISP) болон видео урсгалыг Этернет багцад хуримтлуулах SoC эсвэл FPGA-г орчуулан агуулна.

Этернетийн давуу тал нь нүүрлүүдийн олон талт чанар ба өргөн экосистемд оршит. Түүн дээр камеруудыг оршин суугаа стандарт сүлжээний инфраструктурад холбож, бүх сүлжээний төхөөрөмжүүдтэй гомогенно харилцан үйлчлүүлж болно. Түүн дээр индустриал хараа хүртэмжийн хувьд Этернет үл мөрдөм хөгжсөн, GigE Vision гэх мэт индустриал стандарт протоколуудыг дэмжин, камеруудын холбогдошгүйдийн хялбаршуулж, харилцан үйлчлүүлж болно.

Этернет кабель гэж юу?

Этернет кабелүүд нь Этернет камеруудын холболтын үндэс юм. Түүнд олон тооны нөхцөлдүүр хос утас бүхий датагийн шилжүүлэлт хийх зүүлд сүлжээний төхөөрөмжүүдийн хооронд ашиглагддаг. Этернет кабелүүд нь дата дамжуулалтын хурд ба кабелийн хамгаалалтын бүтцэд харьяалан Cat5e, Cat6, Cat7 гэх мэт янз бүрийн төрлүүдтэй.

Этернет кабелүүдийн төрлүүд

Cat5e нь Гигабит Этернет-т дэмжим үзүүлдэг, Cat6 нь хүртэл 10 Гбит/с хурд дэмжим үзүүлдэг, Cat7 нь түүнээс ч илүү үр дүнтэй. Машинаар хараа болон индустриал хэрэглээдүүдэд электромагнетик саадыг төвөгтүшүүлэх зүүлд хамгаалалттай STP (хамгаалалттай нөхцөлдүүр хос утас) кабелүүдийг ихэвчлэн ашигладаг.

GMSL2 ба Этернет-ийн үр дүнгийн харьцуулалт: Үндсэн техникийн тодорхойлолтууд

Бүтэн хараа салбард, GMSL2 ба Этернет-ийн аль нь хүндрүүлэх вэ гэдгийг шийдвэрлэхдээ хэд хэдэн үндсэн техникийн тодорхойлолтууд дээр суурилж гүнзүйт харьцуулалт хийх шаардлагатай.

Доор GMSL2 ба Этернет-ийн үр дүнгийн дэлгэрэнгүй харьцуулалт өгөгдөнө:

1. Давтамжийн өргөн: GMSL2-ын түүнд хамаарах давтамжийн өргөн нь дунджаар 6 Гбит/с бөгөөд олон тооны HD видео урсгалыг дэмжинэ, гэтэл түүний давтамжийн өргөн тогтмол бөгөөд өөрчлөгдөхгүй. Этернетийн давтамжийн өргөн стандартын харьяанд хамаарна, жишээ нь: GigE (1 Гбит/с), 10GigE (10 Гбит/с) ба түүнээс дээш. Гэтэл Этернетийн давтамжийн өргөн нь хуваалцагдаж, сүлжээнд бусад төхөөрөмжүүд байх үед хүртүүлэх боломжтой давтамжийн өргөн бүүр багасна.
2. Хоцрогдол: GMSL2 нь цэг-цэг холбооны дараалан дамжуулалт ашиглаж, микросекунд дүрст хоцрогдол үүсгэж, түүн дээр тодорхой хоцрогдол бүүр бүүр бага бөгөөд тодорхой. Энэ нь ADAS зэрэг бодит цагт хариу үзүүлэх шаардлагатай хэрэглээсүүдийн хувьд чухал. Этернетийн хоцрогдол нь протоколын стекийн боловсруулалт ба сүлжээний дамжуулалтын шалтгааны улмаас харьцангуй өндөр ба тодорхойгүй бөгөөд бодит цагт хариу үзүүлэх шаардлагатай нөхцөлд үүн нь гол асуудал бөгөөд үүн дээр хоцрогдол үүсгэж.
3. Надёжность ба Бат бүтэн байдал: GMSL2 нь үндэснээс хойш онцгой цахилгаан-сүлжээний саарал (EMI) төвөгтүүнүүдийн нөлөөлөлд тустай бөхийн чадварыг үзүүрлэдэг, газар дээрх кабелүүд дээр түүн дээрх тустай бөхийн чадвар нь автотехник хүрээлэнгүүдтэй хамт хүнд нөхцөлд тустай бөхийн чадварыг үзүүрлэдэг. Автотехник Ethernet камерууд нь EMI-ийн нөлөөлөлд тустай бөхийн чадварыг хангахын тулд илүү нарийн кабелүүд ба холбогчүүд шаардулдаг.
4. Архитектур: GMSL2 нь цэг-цэг холболтын шууд холболтын архитектурыг ашигладаг, камер модулиуд нь шууд төв контроллер чипт холбогддог. Харин Ethernet нь олон цэгт холболтын сүлжээний архитектурыг ашигладаг, үүн дээр олон камер нь нэг коммутаторт холбогдож, түүн дээр төв контроллерт холбогддог.
5. Кабелүүд ба хүч хэрэглэл: GMSL2 нь өгөгдлүүд, удирдлага ба хүчний дамжуулалтыг нэг кабель дээр (PoC, Power over Coax) зэрэгцээ дамжуулдаг, кабельд холбогдож, бага хүч хэрэглэдэг. Ethernet-ийн PoE (Power over Ethernet) нь мөн хүч дамжуулж чаддаг, гэтэл түүн дээрх хүч хэрэглэл нь ерөнхийдөө GMSL2-той харьцуулж үлдэхүүд бага.

GMSL2 ба Ethernet архитектурын харьцаа: Үндсэн архитектурын ялгаануудын шинжилгээ

GMSL2-ийн архитектур цэг-цэг холболт дээр бүтдэг. GMSL2 камер модуль нь сериализатор ба десериализаторын тусламжтай шууд хост удирдлагын системтэй холбогдох ёстой, үүнээс систе́мийн масштабируемшн хязгаарлагддаг. Энэ шууд холболт экстремал бага латентность ба өндөр надёжностыг бүлдүүрдэг. Энэ архитектур автономи түүхийн орчныг харах системд тохиромжтой, үүнд хүртэлх камерт тусгай өгөгдлийн холболт бүтдэг.

Харин индустриал хараа хүртэлх Ethernet нь олон цэгт сүлжээний архитектур ашигладаг. Олон камер Ethernet свичийн тусламжтай шууд хост удирдлагын системтэй холбогдох боломжтой. Энэ архитектурын гол давуу тал нь нөгөөн хувьсах чадвар ба масштабируемшн. Инженерүүд камерын тоог хялбархан нэмж эсвэл хасаж, мөн бүтдэг сүлжээний үндсэн бүтцийг ашиглаж чаддаг. Гэтэл түүний дутагдал нь сүлжээнд бүтдэг төхөөрөмжүүдийн тоо нэмэгдэх тусам өгөгдлийн коллизион ба латентностийн тодорхой бус байдал нэмэгддэг.

Та яаж сонгож? Сонголтын заавар ба шийдвэр гаргах үндэслэл

Нэмгэн харааны төслүүдэд GMSL2 болон Ethernet-ийн хооронд сонгох нь инженерүүд өөрсдийн тодорхой хэрэглээний нөхцөлд тулгуурлан үнэлэх ёстой шийдвэр юм. Сонгон шалгаруулалтын талаарх зарим практик зөвлөмж:

1. Бодит цаг хугацааны шаардлага: Хэрэв таны хэрэглээ нь хэт өндөр хоцрогтой шаардлагатай бол, жижиг хоцрогтой, тодорхойлолтоор GMSL2 ашигладаг ADAS системд замын замын замын алслалттай холбоотой сэрэмжлүүлэг эсвэл явган зорчигчдыг илрүүлэх зэрэг нь орлогогүй юм.
2. Кабелийн урт, утасны нарийн төвөгтэй байдал: Автомашин үйлдвэрлэл, робототехник зэрэг кабелийн орон зай хязгаарлагдмал хэрэглээний хувьд GMSL2 камерын "хэд кабелийн" шийдэл нь загварыг тодорхой хялбаршуулж, зардал, жинг бууруулж болно.
3. Системийн өргөжин тэлж болох чадвар: Хэрэв таны төсөл нь олон камер холбох уян хатан байдлыг шаарддаг бөгөөд олон цэгт хяналт тавих эсвэл Ethernet-ийг ашиглаж аж үйлдвэрийн харааны хэрэгцээнд алслагдсан мэдээллийн цуглуулга зэрэг бодит цаг хугацааны өндөр гүйцэтгэл шаарддаггүй бол Ethernet камерын
4. Зардаг болон экосистем: GMSL2 чипсүүд нь ерөнхийдөө илүү үнэтэй бөгөөд харьцангуй хаалттай экосистемтэй. Харин Ethernet-н чипсүүд болон бүрдүүлэх хэсгүүд илүү хямд, түүн дээр нь нээлттэй код, стандартын хүчирхүүл экосистемтэй.

Дүгнэлт

GMSL2 камерууд болон Ethernet камерууд — хоёр өндөр хурдны дамжуулалтын технологи, ажилд оролцож буй үзэмжлэлд хоёулаа чухал байр суурин эзэмшүүр. GMSL2 нь бага хоцрогдол, өндөр найдвартай бөгөөд хялбар кабель холбогдосын шийдэлтүүдтүүн тул автономи түрүүлүүр болон ADAS системүүдтүүн зориулагдаж буй идеал сонголт. Харин Ethernet нь олон талт бөгөөд масштаблагдаг шинж чанарууд, мөн хөгжсөн экосистемтүүн тул индустриал болон ерөнхий машин үзэмжлэлийн салбарт онцлогтой.

Хэрэв та камеруудыг өөрийн бүтээдсүүдтүүн интеграцилахад тусламж хүсжүүр, биднийг бичнэ үү.