임베디드 비전 시스템은 생명 과학, 제조, 스포츠 방송과 같은 산업에서 매우 중요합니다. 이들의 성능은 카메라의 캡처 시스템에서 처리 장치로 중단 없이 이미지를 전송하기 위한 올바른 인터페이스를 선택하는 데 달려 있습니다. 인터페이스는 높은 처리량을 유지하고, 데이터 흐름 병목 현상을 피하고, 애플리케이션에 적합한 전송 거리를 보장해야 합니다.
GMSL(기가비트 멀티미디어 직렬 링크) 인터페이스는 최대 15m 거리에서 고품질, 저지연 이미지 데이터 전송을 가능하게 함으로써 이러한 기능을 향상시켰습니다. 주로, 이 인터페이스는 저지연으로 고해상도 비디오를 처리하고 장거리 데이터 전송을 지원하는 기능을 갖추고 있어 많은 최첨단 임베디드 비전 시스템에 즉시 선택할 수 있습니다.
이 블로그에서는 GMSL 기술에 대해 알아야 할 모든 것을 알아볼 수 있습니다.
GMSL 기술이란 무엇인가요?
기가비트 멀티미디어 직렬 링크(GMSL) 카메라 인터페이스는 고속 및 고해상도 비디오 출력을 관리하도록 제작되었습니다. 송신 측에서 직렬 변환기를 사용하여 병렬 데이터를 고속 직렬 스트림으로 변환하여 데이터 라인의 복잡성을 줄이고 신호 간섭 위험을 최소화합니다. 수신 측에서 역 직렬 변환기는 직렬 데이터를 원래 병렬 형태로 다시 변환하여 처리할 수 있도록 합니다.
GMSL 인터페이스는 초당 최대 6GB의 비디오 전송 속도를 처리할 수 있어 최소한의 지연 시간으로 압축되지 않은 고해상도 비디오 스트림을 전송할 수 있습니다. 이러한 속도는 실시간 데이터 처리가 필요한 애플리케이션에 필수적입니다.
GMSL 카메라 인터페이스의 핵심 원리
직렬화기/ 역직렬화기 (SerDes) 기술
GMSL 기술의 핵심은 직렬화기/ 역직렬화기(SerDes) 기술에 있습니다. Serializer는 카메라 센서에서 들어오는 병렬 데이터를 가져와 순차적인 직렬 스트림으로 변환합니다. 변환 프로세스는 케이블 설계를 단순화하고 잠재적인 신호 간섭을 줄여 고속 데이터 전송의 무결성을 유지하는 데 도움이 됩니다.
수신 측에 있는 역직렬화기는 직렬 데이터를 원래의 병렬 형태로 되돌려 수신 시스템이 데이터를 올바르게 처리할 수 있도록 합니다.
케이블링
GMSL 인터페이스는 우수한 차폐성과 큰 손실 없이 장거리에 걸쳐 고주파 신호를 전달하는 능력으로 알려진 동축 케이블을 사용합니다. 동축 케이블은 신호 무결성을 유지하고, 데이터 손상을 방지하며, 외부 전자기 소스의 간섭을 최소화하는 데 도움이 됩니다. GMSL 인터페이스는 트위스트 페어 케이블에서도 작동할 수 있으며, 이는 고속 데이터 전송을 지원하면서도 비용 효율적인 대안을 제공합니다.
데이터 전송 속도 및 해상도
GMSL 기술은 높은 데이터 전송 속도를 지원하여 압축되지 않은 비디오와 고해상도 이미지의 전송을 가능하게 합니다. GMSL은 초당 최대 6GB의 데이터 전송 속도를 지원하여 가장 데이터 집약적인 애플리케이션도 성능 저하 없이 원활하게 작동할 수 있도록 보장합니다.
다양한 인터페이스 지원
GMSL 인터페이스는 HDMI, CSI-2, DSI, eDP를 포함한 다양한 데이터 형식과 호환됩니다 . 이 기능은 각 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족할 수 있음을 보장합니다.
양방향 통신
GMSL은 비디오 데이터 전송에 사용되는 동일한 물리적 매체를 통해 제어 신호를 송수신하기 위한 카메라 기반 애플리케이션에 대한 양방향 통신을 지원합니다. 실시간 피드백 및 제어에 필수적입니다. 단일 인터페이스에서 비디오 및 제어 데이터를 지원하므로 GMSL은 시스템 설계를 간소화하고 추가 배선의 필요성을 줄입니다. 이는 보다 간소화된 제품 개발 및 배포로 이어집니다.
GMSL 카메라 인터페이스 유형
GMSL1
GMSL1은 자동차 비디오 스트리밍을 포함한 다양한 애플리케이션에 적합한 고속 데이터 전송을 제공합니다. GMSL1은 동축 케이블을 사용하고 최대 3.125Gbps의 데이터 속도를 제공합니다. 1마이크로초 미만의 일반적인 지연 시간으로 1080p60 비압축 비디오를 전송할 수 있습니다.
GMSL2
GMSL2는 더 높은 대역폭을 제공하여 15m 케이블에서 최대 6Gbps의 데이터 속도를 지원합니다. 또한 더 높은 해상도(4K), 증가된 케이블 길이 지원 및 향상된 데이터 무결성 검사가 특징입니다. 따라서 GMSL2 인터페이스는 데이터 품질과 더 높은 대역폭이 중요한 까다로운 환경에 적합합니다.
GMSL3
GMSL3는 순방향 채널에서 최대 12Gbps, 역방향 채널에서 최대 187Mbps의 데이터 전송 속도를 지원합니다. 90fps에서 비압축 4K 해상도를 지원하여 매끄러운 비디오 스트림을 제공합니다. 또한 GMSL3는 단일 PoC 케이블을 통해 3개의 4K 스트림을 통합하여 실시간 3D 이미징 및 서라운드 뷰 기능을 제공합니다.
GMSL 기술의 작동 방식
- GMSL 카메라 인터페이스는 고속 데이터 직렬화의 원리에 따라 작동합니다. 카메라 센서가 이미지를 캡처하면 일반적으로 병렬 형식의 원시 픽셀 데이터가 직렬화기로 전송됩니다.
- 직렬 변환기는 이 병렬 데이터를 고속 직렬 스트림으로 변환하여 필요한 데이터 라인 수를 줄이고 잠재적인 간섭을 최소화합니다.
- 직렬화된 데이터 스트림은 잡음 및 간섭에 대한 저항성을 고려하여 선택된 동축 케이블이나 차폐 꼬임 쌍 케이블과 같은 케이블을 통해 전송됩니다.
- 데이터가 목적지(디스플레이나 처리 장치)에 도달하면 역직렬화를 거칩니다.
- 역 직렬화기는 직렬 데이터를 원래의 병렬 형태로 다시 변환하여 처리할 수 있도록 준비합니다.
GMSL 프로토콜은 또한 전송 중에 데이터 무결성을 유지하기 위해 오류 수정 기술을 통합합니다.
e-con Systems에서 제공하는 GMSL 카메라
OEM 카메라 설계, 개발 및 제조 분야에서 20년 이상의 경험을 가진 업계 선구자입니다 . 당사는 산업 및 농업에서 의료에 이르기까지 다양한 사용 사례에 맞는 여러 GMSL, GMSL2 및 GMSL3 카메라를 제공합니다.
이러한 최첨단 카메라는 HDR, IP66/67 등급 인클로저, 글로벌 셔터/롤링 셔터, LED 플리커 완화 등 세계적 수준의 기능을 갖추고 있습니다. e-con Systems의 GMSL 카메라는 NVIDIA Jetson 개발 키트를 포함한 다양한 플랫폼과도 호환됩니다.
전체 제품 포트폴리오를 살펴보려면 카메라 선택기 페이지를 확인하세요.
GMSL 카메라를 임베디드 비전 애플리케이션에 통합하는 데 도움이 필요하면 camerasolutions@e-consystems.com 으로 메일을 보내주세요.
Prabu는 e-con Systems의 최고 기술 책임자이자 카메라 제품 책임자이며 임베디드 비전 분야에서 15년 이상의 풍부한 경험을 갖고 있습니다. 그는 USB 카메라, 임베디드 비전 카메라, 비전 알고리즘 및 FPGA에 대한 깊은 지식을 제공합니다. 그는 의료, 산업, 농업, 소매, 생체 인식 등 다양한 분야에 걸쳐 50개 이상의 카메라 솔루션을 구축했습니다. 그는 또한 장치 드라이버 개발 및 BSP 개발에 대한 전문 지식을 갖추고 있습니다. 현재 Prabu의 초점은 새로운 시대의 AI 기반 애플리케이션을 지원하는 스마트 카메라 솔루션을 구축하는 것입니다.