머신 비전 시스템에서의 GMSL 인터페이스
호환성, 구성 및 운영
GMSL은 Gigabit Multimedia Serial Link 인터페이스로, 장거리에서 대용량 이미지 및 비디오 데이터를 빠르고 안정적으로 전송할 수 있도록 합니다. 프로토콜 터널링을 통해 MIPI CSI-2의 전송 범위를 크게 확장합니다. 대부분의 SoC(System-on-Chip)와 SoM(System-on-Module)이 MIPI CSI-2를 지원하기 때문에 GMSL 카메라와 유연하게 결합하여 사용할 수 있습니다. 또한 임베디드 시스템에서 인공지능과 여러 대의 카메라를 함께 사용하는 복잡한 비전 애플리케이션에서도 이러한 구조의 장점을 활용할 수 있습니다.
마지막 업데이트: 2026. 03. 20.
읽는 시간: 약 28 분
GMSL 인터페이스에 대한 주요 사실
장거리에서 대량의 이미지 및 비디오 데이터를 전송하는 GMSL
Analog Devices의 독점 인터페이스로, 3, 6, 12 Gbps 대역폭 지원
Serializer 및 Deserializer 칩을 사용하며, 일반적으로 최대 15 m 길이의 동축 케이블 사용
통일된 머신 비전 표준이 없음: 각 카메라와 각 센서마다 개별 통합 및 설정이 필요하므로 시스템 통합 및 교체가 더 복잡합니다
호스트 시스템: 대부분 SoC / SoM 기반의 임베디드 시스템이며 IPC 또는 맞춤형 설계 하드웨어에 통합되며, 설정을 위해서는 저수준 프로토콜 및 하드웨어에 대한 전문 지식이 필요합니다.
카메라 내 온보드 프로세싱을 포함한 Basler GMSL 솔루션은 GenICam 호환성을 제공하며 GenTL을 통해 통합 가능하며, Basler 카메라 활성화 패키지를 통해 플러그 앤 플레이 방식의 통합 지원이 가능합니다.
대표 적용 분야: 모바일 로봇, 물류 시스템, AGV, AI 기반 스마트 팩토리 자동화
GMSL이란?
GMSL은 Analog Devices에서 개발한 독자적인 고속 직렬 인터페이스입니다. 자동차 산업에서 장거리 이미지 데이터 전송을 위해 개발되었습니다.
GMSL의 세 가지 세대
현재 GMSL 인터페이스는 세 가지 세대로 제공되며, 각 세대는 이전 세대 대비 두 배의 대역폭을 제공합니다.
GMSL1: 최대 3Gbps의 전송 속도
GMSL2: 최대 6Gbps의 전송 속도
GMSL3: 최대 12Gbps의 전송 속도
MIPI CSI-2 확장 인터페이스로서의 GMSL
GMSL의 핵심은 MIPI CSI-2 인터페이스가 일반적으로 지원하는 30cm에 비해 최대 15m까지 훨씬 더 먼 거리에서도 사용할 수 있도록 하는 것입니다. 이는 직렬화기 및 역직렬화기 칩을 사용하여 달성할 수 있습니다.
SerDes 신호 변환: Serializer 및 Deserializer
카메라 내부의 Serializer는 MIPI CSI-2 데이터를 케이블을 통해 전송 가능한 직렬 신호로 변환합니다. 호스트 시스템(예: 산업용 PC(IPC) 또는 캐리어 보드)에 위치한 Deserializer는 해당 신호를 다시 원래의 MIPI CSI-2 데이터로 변환합니다. 각 GMSL 세대에 맞는 Serializer와 Deserializer가 존재하며, 이를 카메라와 호스트 시스템에 통합하려면 양쪽에서 개별적인 설정 및 구성이 필요합니다.
동축 케이블을 통한 최대 15m의 데이터 전송
FAKRA 커넥터가 적용된 동축 케이블이 일반적으로 전송 매체로 사용되며, HSD 커넥터가 적용된 차폐 트위스티드 페어(STP) 케이블도 사용할 수 있습니다. 동축 케이블은 데이터 및 제어 신호 전송뿐만 아니라 하나의 케이블을 통해 카메라에 전원을 공급하는 PoC(Power over Coax)도 지원합니다. 또한 최대 15 m까지의 케이블 길이로 장거리 전송이 가능합니다. 반면 STP 케이블은 보다 유연하지만 일반적으로 약 10 m의 케이블 길이로 제한됩니다.
I²C 또는 트리거와 같은 통신 신호도 전송할 수 있습니다. GMSL은 포인트 투 포인트 연결을 설정하기 때문에 USB 또는 GigE와 달리 허브나 스위치를 사용하여 연결된 카메라 수를 늘릴 수 없습니다. GMSL 카메라 시스템은 적절한 하드웨어를 연결하여 확장할 수 없으며, 하드웨어 자체를 개조해야 합니다.
표준 인터페이스와 독자 인터페이스 비교
USB3 Vision이나 GigE Vision과 같은 개방형 표준과 달리 GMSL은 독점적인 인터페이스입니다. 따라서 시스템 호환성 및 초기 구성은 물론 드라이버, SDK 또는 기타 소프트웨어를 업데이트할 때 작동 중에도 여러 가지 기술적 문제가 발생할 수 있습니다.
모든 GMSL 인터페이스 카메라에서 공통적으로 사용할 수 있는 범용 GMSL 드라이버는 존재하지 않습니다. 또한 대부분의 GMSL 카메라는 온보드 프로세싱을 포함하지 않으며 Image Signal Processor(ISP)도 탑재되어 있지 않습니다. 따라서 센서는 호스트 시스템을 통해 완전히 제어되고 데이터가 읽혀집니다.
호환성 및 구성 시 유의사항
GMSL 인터페이스 카메라는 호스트 시스템에 단순히 연결하는 것만으로 사용할 수 없습니다. 카메라의 Serializer와 호스트 시스템의 Deserializer가 서로 호환되어야 하며 올바르게 구성되어야 합니다. 또한 호스트 시스템은 설치된 센서를 인식하고 제어하며 데이터를 수신할 수 있어야 합니다. 범용 GMSL 드라이버가 존재하지 않기 때문에 카메라 제조사가 동일하더라도 센서가 다르면 각 카메라에 대해 개별적인 설정이 필요합니다. 이로 인해 비전 시스템의 유연성, 시스템 구축, 유지보수가 더욱 복잡해집니다.
GenICam 호환성 설정
이 문제는 가능한 한 카메라를 표준화함으로써 해결할 수 있습니다. 카메라 내 온보드 프로세싱을 활용하면 GenICam 호환성을 구현할 수 있습니다. 또한 GMSL 인터페이스는 GenTL 또는 V4L2(Video for Linux 2)와 같은 표준화된 소프트웨어 인터페이스를 통해 통합할 수 있습니다. 이를 통해 일반적으로 사용되는 소프트웨어 프레임워크와의 호환성을 확보할 수 있습니다.
GMSL 통합을 위한 온보드 프로세싱의 장점
많은 GMSL 또는 MIPI 카메라에는 온보드 프로세싱 기능이 없습니다. 즉, 호스트 시스템에서 ISP 및 센서 제어를 제공해야 합니다.
센서 제어는 센서별로 다르기 때문에 각 센서마다 별도의 드라이버가 필요합니다. 온보드 프로세싱이 없는 카메라는 트리거, I/O, 자동 기능, 디베이어링과 같은 중요한 기능을 자체적으로 지원할 수 없습니다. 이러한 기능은 호스트 시스템에서 제공되어야 합니다.
Basler GMSL 산업용 카메라 는 강력한 온보드 프로세싱 기능을 제공하며, 다음과 같은 다양한 장점을 제공합니다:
GenICam 호환성:
센서 종류와 관계없이 카메라는 호스트 측에서 범용 카메라로 통합됩니다. 이는 하나의 드라이버로 서로 다른 센서를 지원할 수 있음을 의미합니다. 따라서 멀티 카메라 시스템에서 서로 다른 센서를 동시에 사용할 수 있으며, 센서가 다른 카메라 간 교체도 가능합니다.
간단한 센서 제어:
센서는 카메라의 온보드 프로세싱을 통해 제어되며 호스트 시스템에서 프로그래밍할 필요가 없습니다. 이러한 디커플링은 나중에 호스트 시스템에서 업데이트/조정할 때 발생할 수 있는 잠재적인 문제도 줄여줍니다.
일관된 이미지 품질:
ISP가 카메라에 통합되어 있기 때문에 이미지 품질은 일정하게 유지되며 SoC/SoM에서 제공되는 ISP와 무관합니다. 따라서 SoC/SoM을 변경하거나 호스트 시스템에서 ISP를 업데이트해도 이미지 품질에 영향을 미치지 않습니다. 예를 들어 AI 애플리케이션에서 이미지 품질이 변경되면 AI가 학습되는 측면이 왜곡되어 결과의 신뢰성이 떨어지거나 AI를 다시 학습시켜야 할 수 있습니다.
유연한 대역폭:
멀티 카메라 시스템에서는 인터페이스의 가용 대역폭을 단순히 고정된 레인 수 단위로만 나누는 것이 아니라 보다 세밀한 단위로 분할하여 사용하는 것이 유용할 수 있습니다. 이를 통해 GMSL 인터페이스를 보다 효율적으로 활용할 수 있으며, 각 카메라의 요구 사항에 맞게 유연하게 대역폭을 할당할 수 있습니다.
일반적인 픽셀 포맷 지원:
호스트 시스템으로 이미지 데이터를 전송할 때 Mono8/10/12, Bayer8/10/12, YUV, RGB8 등 다양한 포맷을 사용할 수 있습니다. 이를 통해 MIPI CSI-2 또는 호스트 시스템에서 지정된 포맷에 제한되지 않고, 요구 사항에 맞게 픽셀 포맷을 유연하게 적용할 수 있습니다.
호스트 시스템에는 어떤 유형이 있나요?
GMSL은 특히 MIPI가 통합된 SoC 및 SoM과 같은 임베디드 시스템과 관련이 있습니다. 가장 일반적인 것은 일반적으로 Linux를 운영 체제로 사용하도록 설계된 ARM(고급 RISC 머신) 시스템입니다. SoC와 SoM은 애플리케이션에 따라 다양한 호스트 시스템에 통합됩니다. 표준화된(즉, 사전 구성된) 시스템으로 구매하거나 개별적으로 구성할 수 있습니다.
사전 구성된 호스트 시스템: IPC
GMSL을 이미 지원하며 특정 애플리케이션을 위해 사전 구성된 IPC도 있습니다. 이러한 시스템은 지원되는 SoM, 물리 인터페이스의 유형 및 개수에 따라 서로 다릅니다. 일부 시스템은 제한된 범위에서 선택적 확장을 지원하기도 합니다. 또한 항상 완전한 하우징을 갖추고 있으며, 경우에 따라 IP 보호 등급을 지원하거나 특정 견고성 기준을 충족합니다.
맞춤형 호스트 시스템
특수 하드웨어가 필요한 애플리케이션의 경우 SoM과 캐리어 보드를 함께 사용할 수 있습니다. 캐리어 보드는 표준 제품으로 제공되기도 하며, 특정 요구 사항에 맞게 별도로 개발할 수도 있습니다. 이를 통해 설치 공간 요구 사항과 처리 성능을 각 애플리케이션 요구 사항에 맞게 최적화할 수 있습니다.
호스트 시스템 구성
GMSL 카메라를 호스트 시스템에 연결하려면 MIPI CSI-2 프로토콜, GMSL 기술, 그리고 특히 호스트 시스템의 하드웨어 아키텍처에 대한 깊이 있는 이해가 필요합니다. Basler는 선택된 IPC를 간단하고 자동으로 구성할 수 있도록 카메라 활성화 패키지를 제공합니다. Basler에서 이미 지원하는 시스템을 사용하는 경우가 아니라면 호스트 시스템은 별도로 구성해야 합니다.
디바이스 트리를 포함한 시스템 구성은 매우 기술적인 수준에서 조정되어야 합니다. 구성 과정에서는 다음과 같은 정보도 중요합니다.
어떤 Deserializer 칩이 사용됩니까?
몇 개의 데이터 레인이 연결되고 어떤 데이터 속도로 연결되나요?
어떤 I²C 버스를 통해, 어떤 주소로 Deserializer에 접근할 수 있습니까?
역직렬화기는 정확히 어떻게 MIPI CSI-2를 통해 SoC/SoM의 비디오 유닛에 연결되나요?
Basler에서 호스트 시스템으로 지원하는 IPC를 위해 카메라 활성화 패키지가 제공됩니다. 이는 IPC별 소프트웨어 추가 패키지로, 설치 과정에서 해당 IPC에 맞는 올바른 구성을 자동으로 수행합니다. 이를 통해 USB 카메라와 유사하게 GMSL 카메라를 IPC에 플러그 앤 플레이 방식으로 연결할 수 있습니다.
GMSL 통합을 간소화하는 Basler '솔루션
FAKRA 커넥터가 적용된 동축 케이블을 사용하는 GMSL 산업용 카메라부터 적합한 렌즈 및 조명, Linux용 pylon 소프트웨어, 그리고 파트너 IPC를 위한 카메라 활성화 패키지에 이르기까지 Basler는 NVIDIA® 플랫폼 기반 임베디드 애플리케이션에서 GMSL 비전 시스템을 구축하는 데 필요한 모든 요소를 제공합니다.
Basler GMSL 비전 시스템 알아보기GMSL 인터페이스의 이점은 어떤 애플리케이션에 있나요?
GMSL 기반 비전 시스템은 고도로 전문화된 멀티 카메라 시스템을 비롯한 까다로운 임베디드 비전 애플리케이션에 특히 적합합니다. 특히 표준 인터페이스를 위한 연결이 충분하지 않은 경우(예: NVIDIA® Jetson Orin™과 같은 SoM에 1GigE 포트만 있는 경우)에는 GMSL이 강력한 대안을 제공합니다.
(모바일) 로봇
AGV
물류 시스템
AI 기반 이미지 처리를 활용한 스마트 팩토리 자동화
결론 강력하고 유연한 임베디드 비전 솔루션을 위한 GMSL 인터페이스
GMSL은 임베디드 비전 애플리케이션에서 고해상도 이미지 데이터를 장거리로 안정적으로 전송하는 데 최적의 인터페이스입니다. ISP가 통합된 GMSL 카메라와 지능형 소프트웨어 패키지를 통해 복잡한 멀티 카메라 시스템도 유연하게 구성하고, 손쉽게 통합하며, 효율적으로 유지보수할 수 있습니다. OEM과 시스템 통합업체는 합리적인 통합 비용으로 최대 성능의 비전 시스템을 구축할 수 있습니다.
GMSL 인터페이스에 대해 자주 묻는 질문
USB 또는 GigE와 달리 GMSL은 일반적인 카메라 인터페이스가 아니라 고속 직렬 인터페이스입니다. 하나의 동축 케이블 또는 STP 케이블을 통해 MIPI CSI-2를 포함한 다양한 비디오 프로토콜을 터널링 방식으로 전송합니다. 대부분의 SoC와 SoM이 MIPI CSI-2를 기본적으로 지원하기 때문에 GMSL 카메라는 이러한 시스템과 직접 결합하여 사용할 수 있습니다. 이로 인해 표준 인터페이스가 한계에 도달하는 산업용 임베디드 비전 애플리케이션의 멀티 카메라 시스템에서 GMSL은 특히 매력적인 선택지가 됩니다.
USB나 GigE와 달리 GMSL에는 표준화된 비전 프로토콜이 없습니다. 따라서 Basler는 선택된 호스트 시스템을 쉽게 통합할 수 있도록 카메라 활성화 패키지를 제공합니다. 이러한 지원이 없는 시스템에 GMSL 카메라를 통합하려면 표준이 부족하기 때문에 USB나 GigE보다 훨씬 더 복잡한 작업이 필요합니다.
가장 큰 어려움은 표준화가 부족하다는 점입니다. 범용 GMSL 드라이버가 없기 때문에 각 카메라는 개별적으로 구성해야 합니다. 동일한 제조사의 카메라라도 센서가 다르면 별도의 설정이 필요합니다. 또한 Serializer와 Deserializer 칩이 서로 호환되어야 하며 올바르게 통합되어야 합니다. 카메라에 온보드 프로세싱이 없는 경우 센서 제어는 전적으로 호스트 시스템에서 처리해야 하므로 시스템 통합, 유지보수 및 업데이트가 훨씬 더 복잡해집니다.
온보드 프로세싱이 포함된 카메라는 센서 제어를 자체적으로 수행하고 GenICam 호환성을 제공하여 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. 또한 GenTL 또는 V4L2와 같은 표준화된 소프트웨어 인터페이스를 통해 통합할 수 있어 OpenCV, HALCON, NVIDIA DeepStream, MIL 또는 Basler pylon SDK와 같은 일반적인 소프트웨어 프레임워크와의 호환성을 확보할 수 있습니다.
또한 Basler의 카메라 활성화 패키지와 같은 제조사 측 구성 패키지를 사용하면 지원되는 IPC에서 설정 과정을 자동화하고 플러그 앤 플레이 방식의 연결을 구현할 수 있습니다. Basler는 Advantech, Lanner, Neousys Technology, Syslogic AG 등의 제조사가 제공하는 일부 IPC를 지원합니다.
asler GMSL 카메라는 온보드 프로세싱을 탑재하고 있어 GenICam 호환성을 제공하며, 사용되는 센서와 관계없이 시스템에서 범용 카메라로 통합할 수 있습니다. 이를 통해 드라이버 개발 및 개별적인 시스템 적응에 필요한 작업을 크게 줄일 수 있습니다. Basler의 카메라 활성화 패키지는 지원되는 IPC에 필요한 모든 소프트웨어 구성 요소와 설정을 제공하여 설치 및 연결 후 즉시 카메라를 사용할 수 있도록 합니다. 이로 인해 구성 작업에 필요한 시간이 단축되고 오류 발생 가능성이 줄어들며, 업데이트와 유지보수도 훨씬 간단해집니다. USB 카메라처럼 간편하게 사용할 수 있으면서도 GMSL 인터페이스의 모든 장점을 그대로 활용할 수 있습니다.
카메라는 전기적 연결뿐만 아니라 소프트웨어 측면에서도 시스템에 적합해야 합니다. 사용되는 센서와 관계없이 기존 이미지 처리 소프트웨어와 함께 동작할 수 있도록 GenICam 호환성을 확인해야 합니다. 또한 제조사가 대상 플랫폼에 대한 구성 패키지 또는 드라이버 지원을 제공하는지, 그리고 SoC / SoM의 펌웨어 업데이트 시 추가 작업이 얼마나 필요한지도 확인해야 합니다. 온보드 프로세싱이 포함된 카메라는 호스트 시스템에 대한 의존도를 줄여주며 장기적으로 시스템 유지보수와 확장성을 더욱 용이하게 합니다.