산업 및 자동차 애플리케이션은 고해상도 영상 시스템에 점점 더 의존하고 있으며, 이는 효율적이고 신뢰할 수 있는 실시간, 높은 대역폭 비디오 데이터를 제공해야합니다.GigE Vision 표준은 널리 알려져 있고 널리 사용되고 있지만, 업데이트 된 응용 프로그램 요구 사항은 사람들이 대체 솔루션을 찾도록 유도합니다. 기가 비트 멀티미디어 시리즈 링크 (GMSL) 기술은 여러 카메라를 지원하는 대체 기술입니다.엄격한 실시간 처리, 복잡성을 줄이고 결정적이고 낮은 전력 특성과 컴팩트한 외관을 가지고 있습니다.
이 기사에서는 GigE Vision과 GMSL의 주요 차이점을 간략하게 소개합니다.그 다음 Analog Devices의 GMSL 솔루션을 소개하고 시스템 복잡성을 크게 줄이기 위해 이러한 솔루션을 사용하는 방법을 설명하십시오., 신뢰성을 향상시키고 효율적인 실시간 비디오 전송을 달성합니다.
카메라 인터페이스 기술이 성능에 어떤 영향을 미치는가
다양한 인터페이스 기술은 많은 이미지 응용 프로그램의 기본 요구 사항을 충족시키기 위해 카메라 센서와 호스트 프로세서 사이의 거리를 확장하기위한 솔루션을 제공합니다.기가비트 이더넷 (GbE) 기술을 기반으로 하는 GigE Vision 카메라 인터페이스 표준은 널리 채택되었습니다.. GigE 비전 카메라는 일반적으로 이미지 센서, 프로세서 및 이더넷 물리 계층 (PHY) 인터페이스 (그림 1) 으로 구성된 세 가지 주요 구성 요소로 구성된 신호 체인에 의존합니다.
이더넷 카메라는 프로세서 기반 신호 사슬 이미지를 사용합니다.
그림 1: 이더넷 카메라는 전송 전에 이미지 센서 데이터를 버퍼하고 처리하기 위해 프로세서 기반 신호 사슬을 사용합니다. (사진 소스: Analog Devices, Inc.)
센서 측면에서, GigE Vision 카메라는 내부 프로세서를 사용하여 맞춤형 센서 인터페이스 프로토콜을 지원할 수 있습니다.GigE Vision 카메라는 표준 이더넷을 사용하여 다양한 호스트 장치와 호환됩니다.예를 들어, 개인 컴퓨터 및 임베디드 시스템은 일반적으로 GbE 포트를 표준 인터페이스로 사용합니다.GigE Vision 카메라가 유니버설 드라이버를 지원하는 경우 (이 시스템에서 일반적으로 제공되는), 그것은 또 다른 플러그 및 재생 주변 장치로 사용될 수 있습니다.
이더넷 기반 솔루션은 단일 카메라 애플리케이션에서 장점을 가지고 있지만, 멀티 카메라 애플리케이션에서는 추가 하드웨어가 필요합니다.이 응용 프로그램은 여러 데이터 스트림을 처리하기 위해 추가 전용 이더넷 스위치 또는 네트워크 인터페이스 카드 (NIC) 를 필요로 합니다.이 장치를 비디오 데이터 경로에 추가하면 카메라와 호스트 사이의 처리량과 지연에 영향을 줄 수 있습니다.
또한, 아날로그 디바이스의 GMSL 기술은 포인트에서 포인트까지의 일련 링크 방법을 채택하여 최소 지연시간으로 여러 카메라를 필요로 하는 애플리케이션에 효율적인 솔루션을 제공합니다.GMSL 카메라는 원래 자동차용으로 설계되었습니다., 그러나 이더넷 기반 카메라의 대안으로, GMSL 카메라는 자동차 산업 이외의 응용 프로그램에 점점 더 채택되고 있습니다.
GMSL 기반의 애플리케이션에서는 여러 개의 컴팩트 GMSL 카메라를 하나의 GMSL 호스트에 연결할 수 있으며 처리량이나 대기시간에 영향을 미치지 않습니다.칩 내 호스트 시스템 (SoC) 이 모든 카메라의 전체 대역폭을 지원하는 경우 (그림 2).
GMSL 멀티 카메라 애플리케이션 다이어그램
그림 2: GMSL 멀티 카메라 애플리케이션은 간단한 카메라 (왼쪽) 를 사용할 수 있으며, 각 카메라는 독립적인 GMSL 링크를 통해 연결되고 최종적으로 단일 호스트 (오른쪽) 로 융합됩니다. (사진 소스:아날로그 장치, Inc.)
GMSL를 사용하는 카메라는 일반적으로 이미지 센서와 GMSL 연계기를 포함한 단순화 된 신호 사슬을 사용합니다. GMSL 시퀀서는 두 가지 표준 센서 인터페이스를 지원합니다.
1세대 GMSL 장치 (GMSL1) 는 평행 저전압차별 신호 (LVDS) 인터페이스를 지원합니다.
제2세대 GMSL (GMSL2) 및 제3세대 GMSL (GMSL3) 장치들은 대중적인 모바일 산업 프로세서 인터페이스 (MIPI) 표준을 지원합니다.GMSL 카메라가 다양한 선도적인 이미지 센서를 사용할 수 있도록.
대부분의 응용 프로그램에서 이미지 센서에서 생형 데이터는 GMSL 링크를 통해 원본 형식으로 일련화되어 전송됩니다. 프로세서 및 기타 지원 구성 요소가 없기 때문에,GMSL 카메라의 설계와 제조는 더 간단합니다.그들은 또한 컴팩트한 카메라 모양과 낮은 전력 소비를 요구하는 애플리케이션에 더 효과적인 솔루션을 제공합니다.
GMSL 링크된 호스트는 일반적으로 하나 이상의 하드웨어 디시리얼라이저를 결합한 맞춤형 임베디드 시스템이다.호스트에 몇 줄의 코드를 실행하는 것은 일반적으로 이러한 하드웨어 deserializers에 액세스하고 데이터를 검색하기에 충분합니다이미지 센서에 대한 드라이버가 있다면 개발자는 카메라에서 비디오 스트림을 읽기 위해 적절한 레지스터를 설정해야합니다.아날로그 디바이스의 GMSL 장치 평가 키트에는 이러한 장치에 액세스하고 기능을 탐구하는 데 필요한 소프트웨어가 포함되어 있습니다.GMSL 개발에 대한 더 많은 지원을 얻기 위해, 아날로그 디바이스는 GMSL 기술에 대한 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리를 제공합니다.