Představte si, že fotoaparát vašeho telefonu zachytí každou sekundu desítky fotografií. Každý obrázek obsahuje miliony pixelů a každý pixel má informace o červené, zelené a modré barvě. To je obrovské množství dat, které je potřeba „přenést“ mezi snímač fotoaparátu a procesor vašeho telefonu. Bez širokého „dálničního systému“ byste měli silnou dopravní zácpu!
To je důvod, proč potřebujeme specializované technologie rozhraní fotoaparátu. Dnes se podíváme na tři nejběžnější „dálnice“ uvnitř vašeho telefonu:DPHY, CPHY a MPHY.
DPHY: Klasická dvouproudá-dálnice
DPHY(vyslov D-Phy) je veteránská „silnice“ v provozu od roku 2009. Představte si to jakotradiční dvoupruhová -dálnice:
Silniční design: Každý „pruh“ se skládá ze dvou vodičů-jeden pro signály vpřed a jeden pro signály vzad. Tomu se říká „diferenciální signalizace“, jako když máte na dálnici protilehlé pruhy, které se navzájem odkazují, takže je odolná vůči rušení.
Řízení dopravy: DPHY má vyhrazenou "hodinovou signální linku", která funguje jako semafory a policisté na silnici a říká procesoru: "Červené světlo, čekejte na data, zelené světlo, přečtěte si data!"
Rychlostní limit: Každý pruh běží rychlostí až 2,5 Gbps (2,5 miliardy bitů za sekundu). Čtyři pruhy dohromady poskytují až 10 Gbps.
Pros:
- Vyspělá a stabilní technologie-jako dobře{1}}vyjetá silnice, které důvěřují všichni řidiči
- Jednoduchý design, snadno implementovatelný pro inženýry
- Silná-schopnost proti rušení s nízkou chybovostí
Nevýhody:
- Mnoho kabelů: 4 datové pruhy + 1 hodinový pruh=až 10 kabelů, které zabírají cenný prostor uvnitř telefonů
- Omezená šířka pásma, zápasí s dnešními 108MP fotoaparáty a 8K videem
- Relativně vyšší spotřeba
CPHY: The Smart Three{0}}Lane Puzzle Highway
CPHY(vyslovuje se C-Phy), představená v roce 2014, je nová „chytrá tříproudá-dálnice“. Nepřidává pouze jízdní pruhy-, ale zcela mění „pravidla provozu“:
Silniční design: Každá skupina používátři dráty(nazývané "Trio") bez vyhrazené hodinové linky. Jako tři tanečníci, kteří se drží za ruce, komunikují prostřednictvím relativních změn polohy.
Magické kódování: Toto je nejlepší funkce CPHY! Napětí tří vodičů vytváří různé kombinace (např. vodič A je o 200 mV vyšší než B, B je o 100 mV nižší než C atd.), což vytváří šest „tanečních stavů“. Pozorováním směru těchto změn stavu-například čtením Morseovy abecedy-můžete dekódovat původní data.
Vysoká efektivita kódování: Zatímco tradiční DPHY přenáší 1 bit na hodinový cyklus, 7 „tanečních pohybů“ CPHY může představovat 16 bitů dat. To je asi 2,28 bitu na cyklus-téměř2,3x zlepšení účinnosti!
Úžasná šířka pásma: Při stejné 2,5G „taneční frekvenci“ dosahuje CPHY celkové šířky pásma 17,1 Gb/s-o 70% rychlejšínež 10 Gbps DPHY.
Pros:
- Úspora místa-: 3 tria=9 drátů, o jeden méně než 10 drátů DPHY
- Rychleji: 1,7-2,3x šířka pásma DPHY, snadno zvládá vysoké rozlišení a vysoké snímkové frekvence
- Flexibilnější: Žádná hodinová linka znamená větší svobodu v uspořádání PCB
Nevýhody:
- Komplexní design: Koordinace tří{0}}drátových „tanečních pohybů“ je mnohem těžší než dvoudrátová-designéři desek plošných spojů mohou přijít o vlasy!
- Slabé signály: Kolísání napětí pouze 0-200 mV ho činí "jemnějším" a citlivějším na rušení
- Obtížné dekódování: Vyžaduje složité algoritmy obnovy hodin, jako je řešení hádanek k rekonstrukci dat
MPHY: Budoucí Maglev Super Train
MPHY(vyslovuje se M-Phy) je špičková-možnost-maglev super vlak. Zcela opouští tradiční paralelní přenos pro USB-jako je sériová komunikace.
I když je však neuvěřitelně rychlý s neomezeným potenciálem, ve fotoaparátech se dnes používá jen zřídka. Je to jako supervlak, který je stále ve fázi experimentu-téměř žádné kamerové senzory na trhu nepodporují MPHY. Přiznejme si tedy prozatím jeho existenci.
Srovnání na první pohled
| Funkce | DPHY (klasika) | CPHY (inteligentní) | MPHY (supervlak) |
|---|---|---|---|
| Struktura | 2-vodičový pár + hodiny | 3vodičové trio, bez hodin | USB-jako |
| Maximální šířka pásma | 10 Gbps (4 pruhy) | 17,1 Gbps (3 tria) | Teoreticky vyšší |
| Počet drátů | Až 10 drátů | Až 9 drátů | Ještě méně |
| Splatnost | ★★★★★ Velmi dospělý | ★★★★☆ Získání trakce | ★★☆☆☆ Málo používané |
| Obtížnost návrhu | Jednoduchý | Komplex | Komplex |
| Spotřeba energie | Vyšší | Spodní | Spodní |
| Aplikace | Telefony střední/nižší{0}}řady, IoT | Mobilní{0}}telefony, kamery do auta | Budoucí zařízení |
Závěr: Evoluce se nikdy nezastaví
Stejně jako se dálnice vyvinuly ze dvou jízdních pruhů na chytré třípruhové{0}}systémy, přijdou ještě pokročilejší „datové dálnice“. Vývoj rozhraní fotoaparátu má jeden cíl:přenášet více dat na méně drátech s nižší spotřebou energie.
Až příště uděláte jasnou fotku svým telefonem, vzpomeňte si na tyto neviditelné „dálnice“ fungující v zákulisí. I když si jich nikdo nevšimne, jsou to neopěvovaní hrdinové, díky nimž se vaše vzácné vzpomínky okamžitě zachytí!
Technický tip: Většina moderních telefonů podporuje současně DPHY i CPHY. Stejně jako při stavbě chytré dálnice při zachování staré silnice je zajištěna kompatibilita s novými i starými kamerovými senzory. Inženýři myslí na všechno!
