उद्योग और मोटर वाहन की उच्च बैंडविड्थ वीडियो आवश्यकताओं को विश्वसनीय रूप से पूरा करने के लिए जीएमएसएल का उपयोग करना

औद्योगिक और ऑटोमोटिव अनुप्रयोग तेजी से उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग सिस्टम पर निर्भर हो रहे हैं, जो कुशलतापूर्वक और विश्वसनीय रूप से वास्तविक समय, उच्च बैंडविड्थ वीडियो डेटा प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए। हालाँकि GigE विज़न मानक व्यापक रूप से जाना जाता है और व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, अद्यतन एप्लिकेशन आवश्यकताएँ लोगों को वैकल्पिक समाधान खोजने के लिए प्रेरित कर रही हैं। गीगाबिट मल्टीमीडिया सीरियल लिंक (जीएमएसएल) तकनीक एक वैकल्पिक तकनीक है जो कई कैमरों का समर्थन करती है, सख्त वास्तविक समय प्रसंस्करण को सक्षम करती है, जटिलता को कम करती है, और इसमें नियतात्मक, कम-शक्ति विशेषताएं और एक कॉम्पैक्ट उपस्थिति होती है।

यह आलेख संक्षेप में गिगई विजन और जीएमएसएल के बीच मुख्य अंतर का परिचय देता है। फिर एनालॉग डिवाइसेस के जीएमएसएल समाधान पेश करें और बताएं कि सिस्टम जटिलता को कम करने, विश्वसनीयता में सुधार करने और कुशल वास्तविक समय वीडियो ट्रांसमिशन प्राप्त करने के लिए इन समाधानों का उपयोग कैसे करें।

कैमरा इंटरफ़ेस तकनीक प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करती है
विभिन्न इंटरफ़ेस प्रौद्योगिकियाँ कई इमेजिंग अनुप्रयोगों की बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कैमरा सेंसर और होस्ट प्रोसेसर के बीच की दूरी बढ़ाने के लिए समाधान प्रदान करती हैं। गीगाबिट ईथरनेट (जीबीई) तकनीक पर आधारित गीगई विज़न कैमरा इंटरफ़ेस मानक को व्यापक रूप से अपनाया गया है। गिगई विज़न कैमरे आम तौर पर तीन मुख्य घटकों से युक्त सिग्नल श्रृंखला पर निर्भर करते हैं: एक छवि सेंसर, एक प्रोसेसर, और एक ईथरनेट भौतिक परत (पीएचवाई) इंटरफ़ेस (चित्रा 1)।

ईथरनेट कैमरे प्रोसेसर आधारित सिग्नल श्रृंखला छवियों का उपयोग करते हैं
चित्र 1: ईथरनेट कैमरा ट्रांसमिशन से पहले इमेज सेंसर डेटा को बफर और प्रोसेस करने के लिए प्रोसेसर आधारित सिग्नल श्रृंखला का उपयोग करता है। (छवि स्रोत: एनालॉग डिवाइसेस, इंक.)

सेंसर के संदर्भ में, गीगई विज़न कैमरा अनुकूलित सेंसर इंटरफ़ेस प्रोटोकॉल का समर्थन करने के लिए अपने आंतरिक प्रोसेसर का उपयोग कर सकता है। ट्रांसमिशन के संदर्भ में, GigE विज़न कैमरा मानक ईथरनेट का उपयोग करके विभिन्न होस्ट डिवाइसों के साथ संगत है। उदाहरण के लिए, पर्सनल कंप्यूटर और एम्बेडेड सिस्टम आमतौर पर मानक इंटरफेस के रूप में जीबीई पोर्ट का उपयोग करते हैं। यदि गीगई विज़न कैमरा यूनिवर्सल ड्राइवर्स (जो आमतौर पर इन प्रणालियों द्वारा प्रदान किए जाते हैं) का समर्थन करता है, तो इसे एक अन्य प्लग और प्ले परिधीय के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

एकल कैमरा अनुप्रयोगों में ईथरनेट आधारित समाधानों के फायदे हैं, लेकिन मल्टी कैमरा अनुप्रयोगों में अतिरिक्त हार्डवेयर की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, इन अनुप्रयोगों को एकाधिक डेटा स्ट्रीम को संभालने के लिए अतिरिक्त समर्पित ईथरनेट स्विच या नेटवर्क इंटरफ़ेस कार्ड (एनआईसी) की आवश्यकता होती है। इन उपकरणों को वीडियो डेटा पथ में जोड़ने से कैमरा और होस्ट के बीच थ्रूपुट और विलंबता प्रभावित हो सकती है।

इसके अलावा, एनालॉग डिवाइसेस की जीएमएसएल तकनीक पॉइंट-टू-पॉइंट सीरियल लिंक पद्धति को अपनाती है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए एक कुशल समाधान प्रदान करती है जिनके लिए न्यूनतम विलंबता के साथ कई कैमरों की आवश्यकता होती है। जीएमएसएल कैमरे मूल रूप से ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए थे, लेकिन ईथरनेट आधारित कैमरों के विकल्प के रूप में, जीएमएसएल कैमरे ऑटोमोटिव उद्योग के बाहर के अनुप्रयोगों के लिए तेजी से अपनाए जा रहे हैं।

जीएमएसएल आधारित अनुप्रयोगों में, कई कॉम्पैक्ट जीएमएसएल कैमरों को थ्रूपुट या विलंबता को प्रभावित किए बिना एक ही जीएमएसएल होस्ट से जोड़ा जा सकता है, बशर्ते कि ऑन-चिप होस्ट सिस्टम (एसओसी) सभी कैमरों की पूर्ण बैंडविड्थ का समर्थन करता है (चित्रा 2)।

जीएमएसएल मल्टी कैमरा एप्लीकेशन आरेख
चित्र 2: जीएमएसएल मल्टी कैमरा एप्लिकेशन साधारण कैमरे (बाएं) का उपयोग कर सकते हैं, प्रत्येक कैमरा एक स्वतंत्र जीएमएसएल लिंक के माध्यम से जुड़ा होता है और अंततः एक ही होस्ट (दाएं) में परिवर्तित हो जाता है। (छवि स्रोत: एनालॉग डिवाइसेस, इंक.)

जीएमएसएल का उपयोग करने वाले कैमरे आमतौर पर छवि सेंसर और जीएमएसएल सीरियलाइज़र सहित सरलीकृत सिग्नल श्रृंखलाओं का उपयोग करते हैं। जीएमएसएल सीक्वेंसर दो मानक सेंसर इंटरफेस का समर्थन करता है:

पहली पीढ़ी का जीएमएसएल (जीएमएसएल1) डिवाइस समानांतर लो-वोल्टेज डिफरेंशियल सिग्नलिंग (एलवीडीएस) इंटरफेस का समर्थन करता है।
दूसरी पीढ़ी के जीएमएसएल (जीएमएसएल2) और तीसरी पीढ़ी के जीएमएसएल (जीएमएसएल3) डिवाइस लोकप्रिय मोबाइल इंडस्ट्रियल प्रोसेसर इंटरफेस (एमआईपीआई) मानक का समर्थन करते हैं, जिससे जीएमएसएल कैमरे विभिन्न प्रकार के अग्रणी छवि सेंसर का उपयोग कर सकते हैं।
अधिकांश अनुप्रयोगों में, छवि सेंसर से कच्चे डेटा को क्रमबद्ध किया जाता है और जीएमएसएल लिंक पर उसके मूल प्रारूप में भेजा जाता है। प्रोसेसर और अन्य सहायक घटकों की अनुपस्थिति के कारण, जीएमएसएल कैमरों का डिज़ाइन और निर्माण सरल है। वे उन अनुप्रयोगों के लिए अधिक प्रभावी समाधान भी प्रदान करते हैं जिनके लिए कॉम्पैक्ट कैमरा आकार और कम बिजली की खपत की आवश्यकता होती है।

जीएमएसएल लिंक्ड होस्ट आमतौर पर एक अनुकूलित एम्बेडेड सिस्टम है जो एक या अधिक हार्डवेयर डिसेरिएलाइज़र को जोड़ता है। होस्ट पर कोड की कुछ पंक्तियाँ चलाना आमतौर पर इन हार्डवेयर डिसेरिएलाइज़र तक पहुँचने और डेटा पुनर्प्राप्त करने के लिए पर्याप्त है। यदि छवि सेंसर के लिए कोई ड्राइवर है, तो डेवलपर्स को कैमरे से वीडियो स्ट्रीम को पढ़ने के लिए केवल उपयुक्त रजिस्टर सेट करने की आवश्यकता है। एनालॉग डिवाइसेस के जीएमएसएल डिवाइस मूल्यांकन किट में इन डिवाइसों तक पहुंचने और उनकी कार्यक्षमता का पता लगाने के लिए आवश्यक सॉफ़्टवेयर शामिल है। जीएमएसएल विकास के लिए अधिक समर्थन प्राप्त करने के लिए, एनालॉग डिवाइसेस जीएमएसएल प्रौद्योगिकी के लिए एक ओपन-सोर्स सॉफ्टवेयर लाइब्रेरी प्रदान करता है।