Представете си, че камерата на телефона ви заснема десетки снимки всяка секунда. Всяко изображение съдържа милиони пиксели и всеки пиксел има информация за червен, зелен и син цвят. Това е огромно количество данни, които трябва да бъдат „транспортирани“ между сензора на камерата и процесора на вашия телефон. Без широка „магистрална система“ ще имате сериозно задръстване!
Ето защо се нуждаем от специализирани технологии за интерфейс на камерата. Днес нека проучим трите най-често срещани „магистрали“ във вашия телефон:DPHY, CPHY и MPHY.
DPHY: Класическата дву{0}}лентова магистрала
DPHY(произнася се D-Phy) е ветеранът в експлоатация от 2009 г. насам. Мислете за него като затрадиционна дву{0}}лентова магистрала:
Проектиране на пътища: Всяка „лента“ се състои от два проводника-един за предни сигнали и един за обратни сигнали. Това се нарича „диференциално сигнализиране“, като например противоположни ленти на магистрала, които се съпоставят една с друга, което го прави устойчив на смущения.
Контрол на трафика: DPHY има специална "часовникова сигнална линия", действаща като светофари и полицаи на пътя, казвайки на процесора: "Сега червена светлина, изчакайте данни; Сега зелена светлина, прочетете данните!"
Ограничение на скоростта: Всяка лента работи със скорост до 2,5 Gbps (2,5 милиарда бита в секунда). Комбинираните четири ленти осигуряват до 10 Gbps.
плюсове:
- Зряла и стабилна технология-като добре-износен път, на който всички шофьори имат доверие
- Опростен дизайн, лесен за изпълнение от инженерите
- Силна анти{0}}възможност за смущения с ниски нива на грешки
минуси:
- Много кабели: 4 ленти за данни + 1 часовникова лента=до 10 проводника, заемащи ценно място в телефоните
- Ограничена честотна лента, затруднена с днешните 108MP камери и 8K видео
- Относително по-висока консумация на енергия
CPHY: Интелигентната три{0}}лентова пъзел магистрала
CPHY(произнася се C-Phy), представена през 2014 г., е новата „интелигентна три-лентова магистрала“. Той не просто добавя ленти-, но напълно променя „правилата за движение“:
Проектиране на пътища: Всяка група използватри проводника(наречена "Трио") без специална часовникова линия. Подобно на трима танцьори, държащи се за ръце, те комуникират чрез относителни промени в позицията.
Магическо кодиране: Това е най-готината функция на CPHY! Напреженията на трите проводника създават различни комбинации (напр. проводник A е с 200mV по-висок от B, B е със 100mV по-нисък от C и т.н.), генерирайки шест „танцувални състояния“. Като наблюдавате посоката на тези промени в състоянието-като четене на Морзов код-можете да декодирате оригиналните данни.
Висока ефективност на кодиране: Докато традиционният DPHY транспортира 1 бит на такт, 7-те „танцови движения“ на CPHY могат да представляват 16 бита данни. Това е около 2,28 бита на цикъл-почти2,3 пъти подобрение на ефективността!
Невероятна честотна лента: При същата 2,5G „танцуваща честота“ CPHY постига 17,1 Gbps обща честотна лента-70% по-бързоотколкото 10 Gbps на DPHY.
плюсове:
- Спестяване-на място: 3 трио=9 проводника, един по-малко от 10-те проводника на DPHY
- По-бързо: 1.7-2.3x честотна лента на DPHY, лесно боравене с висока разделителна способност и висока скорост на кадрите
- По-гъвкав: Без часовникова линия означава повече свобода в оформлението на печатни платки
минуси:
- Сложен дизайн: Координирането на три{0}}жични „танцови движения“ е далеч по-трудно от две жици-Дизайнерите на печатни платки може да си изгубят косата!
- Слаби сигнали: Люлеене на напрежението от само 0-200mV го прави по-"деликатен" и чувствителен към смущения
- Трудно декодиране: Изисква сложни алгоритми за възстановяване на часовника, като решаване на пъзели за възстановяване на данни
MPHY: Бъдещият супер влак Maglev
MPHY(произнася се M-Phy) е опцията от висок-клас-маглев супер влак. Той напълно изоставя традиционното паралелно предаване за USB-като серийна комуникация.
Въпреки това, въпреки че е невероятно бърз с неограничен потенциал, днес рядко се използва в камерите. Това е като супер влак, който все още е в експериментален етап-почти нито един сензор на камерата на пазара не поддържа MPHY. Така че нека засега просто признаем съществуването му.
Сравнение с един поглед
| Характеристика | DPHY (класически) | CPHY (интелигентен) | MPHY (супер влак) |
|---|---|---|---|
| Структура | 2-проводна двойка + часовник | 3-жилен трио, без часовник | USB-като |
| Максимална честотна лента | 10 Gbps (4 ленти) | 17,1 Gbps (3 трио) | Теоретично по-висока |
| Брой проводници | До 10 проводника | До 9 проводника | Още по-малко |
| Падеж | ★★★★★ Много зрял | ★★★★☆ Набира сцепление | ★★☆☆☆ Използва се рядко |
| Трудност на дизайна | просто | Комплекс | Комплекс |
| Консумирана мощност | По-високо | По-ниска | По-ниска |
| Приложения | Телефони от среден/нисък-ценз, IoT | Телефони- от висок клас, камери за автомобили | Бъдещи устройства |
Заключение: Еволюцията никога не спира
Точно както магистралите се развиха от две ленти към интелигентни три-лентови системи, ще се появят още по-усъвършенствани „магистрали за данни“. Еволюцията на интерфейса на камерата има една цел:предавайте повече данни по по-малко кабели с по-малко консумация на енергия.
Следващия път, когато направите ясна снимка с телефона си, спомнете си тези невидими „магистрали“, работещи зад кулисите. Въпреки че остават незабелязани, те са невъзпятите герои, които незабавно запечатват ценните ви спомени!
Технически съвет: Повечето съвременни телефони поддържат едновременно DPHY и CPHY. Подобно на изграждането на интелигентна магистрала при запазване на стария път, това гарантира съвместимост с нови и стари сензори на камерата. Инженерите мислят за всичко!
