শিল্প ও অটোমোটিভের উচ্চ ব্যান্ডউইথ ভিডিও প্রয়োজনীয়তা নির্ভরযোগ্যভাবে পূরণ করতে জিএমএসএল ব্যবহার করে

শিল্প এবং স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশনগুলি ক্রমবর্ধমান উচ্চ-রেজোলিউশন ইমেজিং সিস্টেমের উপর নির্ভর করে, যা অবশ্যই দক্ষতার সাথে এবং নির্ভরযোগ্যভাবে রিয়েল-টাইম, উচ্চ ব্যান্ডউইথ ভিডিও ডেটা সরবরাহ করতে সক্ষম হবে। যদিও GigE ভিশন স্ট্যান্ডার্ড ব্যাপকভাবে পরিচিত এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত, আপডেট করা অ্যাপ্লিকেশন প্রয়োজনীয়তাগুলি লোকেদের বিকল্প সমাধান খোঁজার জন্য প্ররোচিত করছে। গিগাবিট মাল্টিমিডিয়া সিরিয়াল লিংক (GMSL) প্রযুক্তি হল একটি বিকল্প প্রযুক্তি যা একাধিক ক্যামেরা সমর্থন করে, কঠোর রিয়েল-টাইম প্রসেসিং সক্ষম করে, জটিলতা কমায় এবং নির্ধারক, কম-পাওয়ার বৈশিষ্ট্য এবং একটি কম্প্যাক্ট চেহারা রয়েছে।

এই নিবন্ধটি সংক্ষিপ্তভাবে GigE ভিশন এবং GMSL এর মধ্যে প্রধান পার্থক্য উপস্থাপন করে। তারপর অ্যানালগ ডিভাইসের GMSL সমাধানগুলি প্রবর্তন করুন এবং ব্যাখ্যা করুন কিভাবে এই সমাধানগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে সিস্টেমের জটিলতা কমাতে, নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করতে এবং দক্ষ রিয়েল-টাইম ভিডিও ট্রান্সমিশন অর্জন করতে ব্যবহার করতে হয়।

কিভাবে ক্যামেরা ইন্টারফেস প্রযুক্তি কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে
বিভিন্ন ইন্টারফেস প্রযুক্তি ক্যামেরা সেন্সর এবং হোস্ট প্রসেসরের মধ্যে দূরত্ব বাড়ানোর জন্য সমাধান প্রদান করে যাতে অনেক ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনের মৌলিক প্রয়োজনীয়তা মেটানো হয়। গিগাবিট ইথারনেট (GbE) প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে GigE ভিশন ক্যামেরা ইন্টারফেস স্ট্যান্ডার্ড ব্যাপকভাবে গৃহীত হয়েছে। GigE ভিশন ক্যামেরা সাধারণত তিনটি প্রধান উপাদান সমন্বিত একটি সিগন্যাল চেইনের উপর নির্ভর করে: একটি ইমেজ সেন্সর, একটি প্রসেসর এবং একটি ইথারনেট ফিজিক্যাল লেয়ার (PHY) ইন্টারফেস (চিত্র 1)।

ইথারনেট ক্যামেরা প্রসেসর ভিত্তিক সিগন্যাল চেইন ইমেজ ব্যবহার করে
চিত্র 1: ইথারনেট ক্যামেরা ট্রান্সমিশনের আগে ইমেজ সেন্সর ডেটা বাফার এবং প্রক্রিয়া করতে একটি প্রসেসর ভিত্তিক সিগন্যাল চেইন ব্যবহার করে। (ছবির উৎস: এনালগ ডিভাইস, Inc.)

সেন্সরের ক্ষেত্রে, GigE ভিশন ক্যামেরা কাস্টমাইজড সেন্সর ইন্টারফেস প্রোটোকল সমর্থন করতে তার অভ্যন্তরীণ প্রসেসর ব্যবহার করতে পারে। ট্রান্সমিশনের ক্ষেত্রে, GigE ভিশন ক্যামেরা স্ট্যান্ডার্ড ইথারনেট ব্যবহার করে বিভিন্ন হোস্ট ডিভাইসের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, ব্যক্তিগত কম্পিউটার এবং এমবেডেড সিস্টেমগুলি সাধারণত GbE পোর্টগুলিকে স্ট্যান্ডার্ড ইন্টারফেস হিসাবে ব্যবহার করে। যদি GigE ভিশন ক্যামেরা সার্বজনীন ড্রাইভারগুলিকে সমর্থন করে (যা সাধারণত এই সিস্টেমগুলি দ্বারা সরবরাহ করা হয়), এটি অন্য প্লাগ এবং প্লে পেরিফেরাল হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

ইথারনেট ভিত্তিক সমাধানগুলির একক ক্যামেরা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সুবিধা রয়েছে তবে মাল্টি ক্যামেরা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অতিরিক্ত হার্ডওয়্যার প্রয়োজন। সাধারণত, একাধিক ডেটা স্ট্রিম পরিচালনা করার জন্য এই অ্যাপ্লিকেশনগুলির অতিরিক্ত ডেডিকেটেড ইথারনেট সুইচ বা নেটওয়ার্ক ইন্টারফেস কার্ড (NICs) প্রয়োজন। ভিডিও ডেটা পাথে এই ডিভাইসগুলি যুক্ত করা ক্যামেরা এবং হোস্টের মধ্যে থ্রুপুট এবং লেটেন্সিকে প্রভাবিত করতে পারে।

উপরন্তু, অ্যানালগ ডিভাইসের GMSL প্রযুক্তি একটি পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট সিরিয়াল লিঙ্ক পদ্ধতি গ্রহণ করে, যে অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ন্যূনতম লেটেন্সি সহ একাধিক ক্যামেরার প্রয়োজন হয় তার জন্য একটি কার্যকর সমাধান প্রদান করে। GMSL ক্যামেরাগুলি মূলত স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল, কিন্তু ইথারনেট ভিত্তিক ক্যামেরার বিকল্প হিসাবে, GMSL ক্যামেরাগুলি স্বয়ংচালিত শিল্পের বাইরের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ক্রমবর্ধমানভাবে গ্রহণ করা হচ্ছে।

GMSL ভিত্তিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, একাধিক কমপ্যাক্ট GMSL ক্যামেরা থ্রুপুট বা লেটেন্সি প্রভাবিত না করে একটি একক GMSL হোস্টের সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে, তবে শর্ত থাকে যে অন-চিপ হোস্ট সিস্টেম (SoC) সমস্ত ক্যামেরার সম্পূর্ণ ব্যান্ডউইথ সমর্থন করে (চিত্র 2)।

জিএমএসএল মাল্টি ক্যামেরা অ্যাপ্লিকেশন ডায়াগ্রাম
চিত্র 2: GMSL মাল্টি ক্যামেরা অ্যাপ্লিকেশনগুলি সাধারণ ক্যামেরা ব্যবহার করতে পারে (বামে), প্রতিটি ক্যামেরা একটি স্বাধীন GMSL লিঙ্কের মাধ্যমে সংযুক্ত এবং শেষ পর্যন্ত একটি একক হোস্টে (ডানে) একত্রিত হয়। (ছবির উৎস: এনালগ ডিভাইস, Inc.)

GMSL ব্যবহার করা ক্যামেরাগুলি সাধারণত ইমেজ সেন্সর এবং GMSL সিরিয়ালাইজার সহ সরলীকৃত সংকেত চেইন ব্যবহার করে। GMSL সিকোয়েন্সার দুটি স্ট্যান্ডার্ড সেন্সর ইন্টারফেস সমর্থন করে:

প্রথম প্রজন্মের GMSL (GMSL1) ডিভাইসটি সমান্তরাল লো-ভোল্টেজ ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালিং (LVDS) ইন্টারফেস সমর্থন করে।
দ্বিতীয়-প্রজন্মের GMSL (GMSL2) এবং তৃতীয়-প্রজন্মের GMSL (GMSL3) ডিভাইসগুলি জনপ্রিয় মোবাইল ইন্ডাস্ট্রিয়াল প্রসেসর ইন্টারফেস (MIPI) স্ট্যান্ডার্ড সমর্থন করে, যা GMSL ক্যামেরাগুলিকে বিভিন্ন নেতৃস্থানীয় ইমেজ সেন্সর ব্যবহার করতে দেয়।
বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনে, ইমেজ সেন্সর থেকে কাঁচা ডেটা সিরিয়ালাইজ করা হয় এবং একটি GMSL লিঙ্কের মাধ্যমে তার আসল বিন্যাসে পাঠানো হয়। প্রসেসর এবং অন্যান্য সহায়ক উপাদানের অনুপস্থিতির কারণে, জিএমএসএল ক্যামেরার নকশা এবং উত্পাদন সহজ। তারা এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আরও কার্যকর সমাধান সরবরাহ করে যেগুলির জন্য কমপ্যাক্ট ক্যামেরার আকার এবং কম শক্তি খরচ প্রয়োজন৷

GMSL লিঙ্কযুক্ত হোস্ট সাধারণত একটি কাস্টমাইজড এমবেডেড সিস্টেম যা এক বা একাধিক হার্ডওয়্যার ডিসিরিয়ালাইজারকে একত্রিত করে। হোস্টে কোডের কয়েকটি লাইন চালানো সাধারণত এই হার্ডওয়্যার ডিসিরিয়ালাইজারগুলি অ্যাক্সেস করতে এবং ডেটা পুনরুদ্ধার করার জন্য যথেষ্ট। যদি ইমেজ সেন্সরের জন্য কোনো ড্রাইভার থাকে, তাহলে ডেভেলপারদের শুধুমাত্র ক্যামেরা থেকে ভিডিও স্ট্রিম পড়ার জন্য উপযুক্ত রেজিস্টার সেট করতে হবে। অ্যানালগ ডিভাইসের GMSL ডিভাইস মূল্যায়ন কিটে এই ডিভাইসগুলি অ্যাক্সেস করতে এবং তাদের কার্যকারিতা অন্বেষণ করার জন্য প্রয়োজনীয় সফ্টওয়্যার অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। জিএমএসএল ডেভেলপমেন্টের জন্য আরও সমর্থন পাওয়ার জন্য, অ্যানালগ ডিভাইসগুলি জিএমএসএল প্রযুক্তির জন্য একটি ওপেন-সোর্স সফ্টওয়্যার লাইব্রেরি প্রদান করে।