Уявіть, що камера вашого телефону щосекунди робить десятки фотографій. Кожне зображення містить мільйони пікселів, і кожен піксель має інформацію про червоний, зелений і синій кольори. Це величезна кількість даних, які потрібно «транспортувати» між датчиком камери та процесором телефону. Без широкої «системи магістралей» у вас був би серйозний затор!
Ось чому нам потрібні спеціальні технології інтерфейсу камери. Сьогодні давайте дослідимо три найпоширеніші «магістралі» у вашому телефоні:DPHY, CPHY і MPHY.
DPHY: класичне дво-смугове шосе
DPHY(вимовляється як D-Phy) – це ветеран "дороги", який працює з 2009 року. Подумайте про це яктрадиційне дво{0}}смугове шосе:
Проектування доріг: кожна «смуга» складається з двох проводів-один для сигналів прямого ходу, а інший – для сигналів зворотного ходу. Це називається «диференціальною сигналізацією», наприклад наявність протилежних смуг на шосе, які посилаються одна на одну, що робить її стійкою до перешкод.
Контроль дорожнього руху: DPHY має спеціальну «лінію сигналу годинника», яка діє як світлофори та поліцейські на дорозі, повідомляючи процесору: «Червоне світло, зачекайте даних; Зелене світло, прочитайте дані!»
Обмеження швидкості: кожна смуга працює зі швидкістю до 2,5 Гбіт/с (2,5 мільярда біт на секунду). Чотири смуги разом забезпечують до 10 Гбіт/с.
плюси:
- Зріла та стабільна технологія-як добре-дорога, якій довіряють усі водії
- Простий дизайн, легкий для реалізації інженерами
- Сильна здатність проти-перешкод із низьким рівнем помилок
мінуси:
- Багато проводів: 4 смуги даних + 1 смуга годинника=до 10 проводів, що займають цінний простір у телефонах
- Обмежена пропускна здатність, що бореться з сучасними камерами 108 МП і відео 8K
- Відносно більше енергоспоживання
CPHY: розумна три{0}}шосе-головоломка
CPHY(вимовляється C-Phy), представлений у 2014 році, це нова «розумна три-смугова дорога». Він не просто додає смуги-а повністю змінює «правила дорожнього руху»:
Проектування доріг: Кожна група використовуєтри дроти(називається «Тріо») без виділеної лінії годинника. Подібно до трьох танцюристів, що тримаються за руки, вони спілкуються через відносну зміну положення.
Чарівне кодування: Це найкрутіша функція CPHY! Напруги трьох проводів створюють різні комбінації (наприклад, дріт A на 200 мВ вище, ніж B, B на 100 мВ нижчий, ніж C тощо), створюючи шість «станів танцю». Спостерігаючи за напрямком цих змін стану-як читаючи азбуку Морзе-ви можете декодувати вихідні дані.
Висока ефективність кодування: Хоча традиційний DPHY передає 1 біт за такт, 7 «танцювальних рухів» CPHY можуть представляти 16 біт даних. Це приблизно 2,28 біта на цикл-2,3-кратне підвищення ефективності!
Дивовижна пропускна здатність: на тій самій «танцювальній частоті» 2,5G CPHY досягає загальної пропускної здатності 17,1 Гбіт/с-На 70% швидшеніж 10 Гбіт/с DPHY.
плюси:
- Економія місця-: 3 трійки=9 проводів, на один менше, ніж 10 проводів DPHY
- Швидше: 1,7-2,3-кратна пропускна здатність DPHY, легка робота з високою роздільною здатністю та високою частотою кадрів
- Більш гнучкий: відсутність тактової лінії означає більше свободи в компонуванні друкованої плати
мінуси:
- Комплексна конструкція: Координувати три{0}}танцювальні рухи набагато важче, ніж дводротові-Розробники друкованих плат можуть втратити волосся!
- Слабкі сигнали: Коливання напруги лише 0-200 мВ роблять його більш «делікатним» і чутливим до перешкод
- Складна розшифровка: Потрібні складні алгоритми відновлення тактової частоти, як-от вирішення головоломок для реконструкції даних
MPHY: майбутній суперпотяг Maglev
MPHY(вимовляється M-Phy) – це-варіант високого класу-суперпоїзд маглев. Він повністю відмовляється від традиційної паралельної передачі для USB-як послідовного зв’язку.
Однак, незважаючи на те, що він неймовірно швидкий із необмеженим потенціалом, сьогодні його рідко використовують у камерах. Це схоже на суперпотяг, який усе ще знаходиться на експериментальній стадії-майже жоден датчик камери на ринку не підтримує MPHY. Тож давайте поки просто визнаємо його існування.
Коротке порівняння
| Особливість | DPHY (класичний) | CPHY (розумний) | MPHY (суперпоїзд) |
|---|---|---|---|
| Структура | 2-жильна пара + годинник | 3-провідна трійка, без годинника | USB-як |
| Максимальна пропускна здатність | 10 Гбіт/с (4 смуги) | 17,1 Гбіт/с (3 тріо) | Теоретично вище |
| Підрахунок проводів | До 10 проводів | До 9 проводів | Ще менше |
| Зрілість | ★★★★★ Дуже зрілий | ★★★★☆ Набирає обертів | ★★☆☆☆ Використовується рідко |
| Складність дизайну | просто | Комплекс | Комплекс |
| Споживана потужність | Вища | Нижній | Нижній |
| Додатки | Телефони-середнього/нижчого класу, IoT | Високоякісні{0}}телефони, автомобільні камери | Пристрої майбутнього |
Висновок: еволюція ніколи не зупиняється
Подібно до того, як автомагістралі перетворилися з двох смуг на розумні три-системи, з’являться ще більш досконалі «магістралі даних». Еволюція інтерфейсу камери має одну мету:передавати більше даних по меншій кількості проводів з меншим енергоспоживанням.
Наступного разу, коли ви зробите чітке фото за допомогою телефону, згадайте про ці невидимі «магістралі», що працюють за лаштунками. Хоча вони залишаються непоміченими, вони неоспівані герої, які миттєво запам’ятовують ваші дорогоцінні спогади!
Технічна підказка: Більшість сучасних телефонів підтримують як DPHY, так і CPHY одночасно. Подібно до будівництва розумного шосе зі збереженням старої дороги, це забезпечує сумісність як з новими, так і зі старими датчиками камери. Інженери думають про все!
