Kuvittele, että puhelimesi kamera ottaa kymmeniä valokuvia sekunnissa. Jokainen kuva sisältää miljoonia pikseleitä, ja jokaisessa kuvapisteessä on tiedot punaisesta, vihreästä ja sinisestä väristä. Se on valtava määrä tietoa, joka on "kuljetettava" kameran anturin ja puhelimen prosessorin välillä. Ilman laajaa "valtatiejärjestelmää" sinulla olisi vakava liikenneruuhka!
Tästä syystä tarvitsemme erikoistuneita kameran käyttöliittymätekniikoita. Tänään tutkitaan kolme yleisintä "valtatietä" puhelimesi sisällä:DPHY, CPHY ja MPHY.
DPHY: Classic Two{0}}Lane Highway
DPHY(lausutaan D-Phy) on veteraani "tie", joka on ollut käytössä vuodesta 2009 lähtien. Ajattele sitäperinteinen kaksi{0}}kaistainen moottoritie:
Tiesuunnittelu: Jokainen "kaista" koostuu kahdesta johdosta-yksi eteenpäin ja yksi taaksepäin signaaleja varten. Tätä kutsutaan "differentiaalista signaloinniksi", kuten valtatiellä olisi vastakkaiset kaistat, jotka viittaavat toisiinsa, mikä tekee siitä häiriönkestävän.
Liikenteen valvonta: DPHY:llä on oma "kellosignaalilinja", joka toimii kuin liikennevalot ja poliisit tiellä ja kertoo prosessorille: "Punainen valo nyt, odota tietoja; vihreä valo nyt, lue tiedot!"
Nopeusrajoitus: Jokainen kaista toimii jopa 2,5 Gbps:n nopeudella (2,5 miljardia bittiä sekunnissa). Neljä kaistaa yhdistettynä tuottaa jopa 10 Gbps.
Plussat:
- Kypsä ja vakaa tekniikka-kuten kulunut-tie, johon kaikki kuljettajat luottavat
- Yksinkertainen muotoilu, insinöörien helppo toteuttaa
- Vahva häiriönsuoja{0}}alhaisilla virhetasoilla
Miinukset:
- Useita johtoja: 4 datakaistaa + 1 kellokaistaa=jopa 10 johtoa vievät arvokasta tilaa puhelimien sisällä
- Rajoitettu kaistanleveys, kamppailee nykypäivän 108 megapikselin kameroiden ja 8K-videon kanssa
- Suhteellisen korkeampi virrankulutus
CPHY: Smart Three{0}}Lane Puzzle Highway
CPHY(lausutaan C-Phy), joka esiteltiin vuonna 2014, on uusi "älykäs kolmi-kaistainen moottoritie". Se ei vain lisää kaistoja,-se muuttaa kokonaan "liikennesäännöt":
Tiesuunnittelu: Jokainen ryhmä käyttääkolme johtoa(kutsutaan "Trioksi") ilman erillistä kellolinjaa. Kuten kolme kädestä pitävää tanssijaa, he kommunikoivat suhteellisten asennonmuutosten kautta.
Maaginen koodaus: Tämä on CPHY:n siistein ominaisuus! Kolmen johtimen jännitteet luovat erilaisia yhdistelmiä (esim. johto A on 200 mV korkeampi kuin B, B on 100 mV pienempi kuin C jne.), muodostaen kuusi "tanssitilaa". Tarkkailemalla näiden tilamuutosten suuntaa-kuten lukemalla morsekoodia-voit purkaa alkuperäiset tiedot.
Korkea koodaustehokkuus: Vaikka perinteinen DPHY siirtää 1 bitin kellojaksoa kohden, CPHY:n 7 "tanssiliikettä" voivat edustaa 16 bittiä dataa. Se on noin 2,28 bittiä sykliä kohden{5}}melkein2,3x tehokkuuden parannus!
Hämmästyttävä kaistanleveys: Samalla 2,5 Gt:n "tanssitaajuudella" CPHY saavuttaa 17,1 Gbps:n kokonaiskaistanleveyden-70% nopeampikuin DPHY:n 10 Gbps.
Plussat:
- Säästää tilaa-: 3 trio=9 johtoa, yksi vähemmän kuin DPHY:n 10 johtoa
- Nopeammin: 1,7-2,3x DPHY:n kaistanleveys, käsittelee helposti korkean resoluution ja suuret kuvataajuudet
- Joustavampi: Kellolinjan puuttuminen tarkoittaa enemmän vapautta piirilevyasettelussa
Miinukset:
- Monimutkainen muotoilu: Kolmen-lankaisen "tanssiliikkeen" koordinointi on paljon vaikeampaa kuin kahden johdon-piirilevysuunnittelijat voivat menettää hiuksensa!
- Heikot signaalit: Vain 0-200 mV jännitteen heilahdus tekee siitä "herkemmän" ja herkemmän häiriöille
- Vaikea dekoodaus: Vaatii monimutkaisia kellonpalautusalgoritmeja, kuten pulmien ratkaisemista tietojen rekonstruoimiseksi
MPHY: Tulevaisuuden Maglev-superjuna
MPHY(lausutaan M-Phy) on huippuluokan-vaihtoehto-maglev superjuna. Siinä hylätään kokonaan perinteinen rinnakkaissiirto USB-kuten sarjaliikennettä varten.
Vaikka se on kuitenkin uskomattoman nopea ja siinä on rajattomasti potentiaalia, sitä käytetään harvoin kameroissa nykyään. Se on kuin superjuna, joka on vielä kokeellisessa vaiheessa{1}}lähes mikään markkinoilla oleva kameraanturi ei tue MPHY:tä. Joten myönnetään nyt vain sen olemassaolo.
Vertailu yhdellä silmäyksellä
| Ominaisuus | DPHY (klassinen) | CPHY (älykäs) | MPHY (superjuna) |
|---|---|---|---|
| Rakenne | 2-johtopari + kello | 3-johtiminen trio, ei kelloa | USB{0}}kuten |
| Suurin kaistanleveys | 10 Gbps (4 kaistaa) | 17,1 Gbps (3 trioa) | Teoreettisesti korkeampi |
| Johtojen määrä | Jopa 10 johtoa | Jopa 9 johtoa | Vielä vähemmän |
| Kypsyys | ★★★★★ Erittäin kypsä | ★★★★☆ Lisää pitoa | ★★☆☆☆ Harvoin käytetty |
| Suunnittelun vaikeus | Yksinkertainen | Monimutkainen | Monimutkainen |
| Virrankulutus | Korkeampi | Alentaa | Alentaa |
| Sovellukset | Keski-/matalaluokan{0}}puhelimet, IoT | Huippuluokan{0}}puhelimet, autokamerat | Tulevaisuuden laitteet |
Johtopäätös: Evoluutio ei lopu koskaan
Aivan kuten moottoritiet kehittyivät kahdesta kaistasta älykkäiksi kolmikaistaisiksi{0}}järjestelmiksi, tulee vielä kehittyneempiä "datavaltateitä". Kameran käyttöliittymän kehityksellä on yksi tavoite:lähettää enemmän tietoa harvemmilla johtoilla pienemmällä virrankulutuksella.
Kun seuraavan kerran otat selkeän kuvan puhelimellasi, muista nämä näkymätön "valtatiet" kulissien takana. Vaikka he jäävät huomaamatta, he ovat laulamattomia sankareita, jotka tallentavat arvokkaat muistosi välittömästi!
Tekninen vinkki: Useimmat nykyaikaiset puhelimet tukevat sekä DPHY:tä että CPHY:tä samanaikaisesti. Kuten älykkään valtatien rakentaminen vanhaa tietä säilyttäen, tämä varmistaa yhteensopivuuden sekä uusien että vanhojen kameraanturien kanssa. Insinöörit ajattelevat kaikkea!
