從 USB 到 MPI CSI-2
適合您嵌入式視覺應用的介面
實作嵌入式視覺系統 - 關鍵影響要素
在您實作視覺專案時，也想控制生產成本嗎？使用嵌入式視覺模組的設定，是理想的解決方案。
小巧而強大 – 處理器板
嵌入式視覺系統的特點是 體積小巧。 因此能夠輕鬆整合到無人機、機器人、智慧手機和相機等小型設備中。該技術之所以能夠輕薄短小，是透過一個小型嵌入式處理器板來達成的，該板使用
雖然一般的 SoC，其效能不能和同類的 PC 處理器相比，但 SoC 的效能對許多應用來說已足敷使用。為確保設計具有成本效益，SoC 直接焊在一張小型印刷電路板上；電路板上包含所有你的專案所需的電子元件。
影像處理整合 – 相機模組
裝在外殼中的相機，對您計畫中的解決方案來說，可能太大、太貴，且消耗過多電力。對您的視覺應用來說，一個板級相機的相機模組 會是很好的選擇。這類相機僅含有您專案需要的部分。不但節省空間，同時也降低電耗和成本。
這種相機模可透過多種介面連接到處理板；最常見的是 USB 2.0 和 USB 3.0 介面、專屬的平行或串列介面，以及 MIPI CSI-2 介面。
介面的選擇標準
在決定介面時，應考慮以下因素：
頻寬：頻寬越高，收集、處理和分析資料的速度就越快。
線材長度： 訊號可以無損傳輸的距離因介面而異
成本與可用性： 建議從現有供應商處選擇現有的低成本介面。
從 USB 3.0 到 MIPI CSI-2： 常見介面一目了然
幫您的嵌入式視覺應用選擇合適的介面時，比較不同的選項會很有幫助的。我們為您摘要解說各種嵌入式視覺最常見介面的優缺點：
UBS 2.0 | UBS 3.0 | 專屬平行介面 | 專屬串列介面 | MIPI CSI-2 | |
|---|---|---|---|---|---|
標準化 | ✔ | ✔ | ❌ | ❌ | ✔ |
於 SoC 上提供 | 非常常見 | 在高階 SoC 上 | 不常見 | 在 FPGA SoC 上 | 常見，通常具有 6 個通道 |
頻寬 | 40 MB/s | 360 MB/s | 取決於製造商 | 取決於製造商 | 每通道 300 MB/s |
線材長度 | <5 m | <5 m | 50 cm | 取決於製造商，< 3 m | <30 cm |
空間需求 | 高 | 高 | 低 | 低 | 低 |
&隨插即用 | ✔ | ✔ | ❌ | ❌ | ❌ |
開發成本 | 低 | 低 | 取決於製造商 | 取決於製造商 | 取決於製造商 |
USB 介面
如果需要嚴格控制開發成本，USB 介面會是不錯的選擇。
USB 2.0 介面： 通常存在於多種 SoC 上。表示只需 最少的額外硬體（ 如 USB 埠）即可將相機連接到 SoC。該介面的缺點是 頻寬 較低，僅有 40 MB/s，因此無法以更高的速度來運作高解析度感光元件。
USB 3.0 介面： 提供高達 360 MB/s 的速度，比 USB 2.0 具有明顯 更高的頻寬 。 驅動程式和相機 SDK（例如，用於 Linux/ARM 的嵌入式系統）是標準化的，通常在此類系統上能夠順暢運作。由於 USB 具備隨插即用特性，因此這類模組可以輕易與應用整合。
USB 2.0 和 USB 3.0 的共同點是，需要相對較大的連接器 ；這可能在某些空間要求嚴苛的應用上會造成衝突。另一方面，只有少數高階 SoC 才具備 USB 3.0 介面。
並列和串列介面
如果不需要標準化的介面，則可採用並列或串列介面。
平行： 這類介面通常以扁平柔性線材連接到處理器板。此類模組需要具有並列影像輸入的 SoC，僅有少數 SoC 提供。 最大線材長度通常限制為 50 cm。
串列：具備專屬串列介面的相機模組，主要是連接到「現場可程式設計閘陣列」 (FPGA)。如果你的嵌入式系統核心已經是 FPGA，這種介面會是不錯的選擇。這類模組通常透過一條排線連接到 FPGA；某些模組廠商的線材長度可超過 1 公尺。
串列與平行介面都需要所需相機/SoC 組合來提供相機驅動程式。
MIPI CSI-2 介面
如果開發重點在於跨多通道的頻寬，那麼 MIPI CSI-2 將會是首選。
MIPI CSI-2 是由 Mobile Industry Processor Interface Alliance (MIPI 聯盟) 制訂的標準化介面。CSI-2 是 「Camera Serial Interface」 第二代的縮寫。該介面是行動應用使用最為廣泛的介面，用在將智慧型手機的相機模組連線到 SoC。
幾乎所有的 SoC 都提供最多可達 6 個串列通道，可以用來連接一到多台相機。每條通道提供最高可達 300 MB/s 的頻寬；因此即使是高解析度相機也可以高速運作。不過其線材長度限制為 30 cm 以下。
特定相機/SoC 的組合是否提供驅動程式也很重要。不然就必須額外投入開發資源，以開發驅動程式和軟體堆疊。這很可能耗費時間與金錢。
結論：選擇正確的嵌入式介面
依照您系統的狀況，選擇正確的介面。視頻寬、線材長度、空間需求、驅動程式與 SoC 等條件來決定哪種介面適用於您的系統。我們提供具備 USB、平行、串列 或 MIPI-CSI 2 等多種介面的相機模組，可針對您的應用最佳化。
