深度解析FPD-Link III 和 GMSL2接口--机器视觉网

在工业相机领域，FPD-Link III和GMSL2接口是两种重要的高速数据传输标准。它们旨在解决传统CSI-2接口所面临的电缆长度限制和环境干扰问题，为工业相机和视觉应用提供了更灵活和可靠的数据传输解决方案。这篇文章将会深度解析FPD-Link和GMSL2接口，解释FPD-Link和GMSL的相似性和差异以及其技术的优缺点，以及一些帮助系统获得最佳性能的电缆选择的要点。

关于FPD-Link III和GMSL2

FPD-Link III（平面显示连接）是一种由德州仪器（Texas Instruments）开发的高速数据传输协议，是Flat Panel Display Link协议的更新版本，适用于长距离传输和高分辨率图像数据。它采用LVDS（低电压差分信号传输）技术，可以支持高达3.2 Gbit/s的数据传输速率。FPD-Link III通常用于需要长电缆长度或高分辨率图像的工业应用，例如智能交通监控系统、工业自动化和机器视觉系统等。

GMSL2（千兆多媒体串行连接）是由Maxim Integrated开发的另一种高速数据传输协议，特别适用于汽车领域和工业应用。它可以通过单根电缆传输高清视频、音频和控制数据，支持高达6.0 Gbit/s的数据传输速率。GMSL2具有良好的抗干扰能力和长距离传输特性，常用于需要在恶劣环境下进行数据传输的场合，如汽车摄像头系统、工业机器人和无人驾驶车辆等。

通常情况下，当工业相机或视觉应用需要长距离传输、高分辨率图像或在恶劣环境中进行数据传输时，就可以考虑使用FPD-Link III或GMSL2接口。这些接口提供了稳定可靠的数据传输解决方案，有助于提高工业系统的性能和可靠性。

主要的特点和优势

FPD-Link III：高速数据传输：支持高分辨率的4k视频传输，速度快；前向纠错：在信号降级时提高可靠性和稳健性；电磁干扰减少技术：扩频和低摆幅降低电磁干扰（EMI）。

GMSL2：高速数据传输：能够传输4K和8K视频数据；远距离传输：支持长电缆长度，在大型工业设置中提供实际优势；对噪音的鲁棒性：具有强大的错误检测和纠正机制。

两者的区别和应用

关于FPD-Link III和GMSL2这两种接口性能有什么区别？哪一个更符合应用需求？以下从速度和范围，稳定性及抗干扰性，系统集成和软件几个维度去讨论FPD-Link III和GMSL2。

速度和范围

FPD-Link III和GMSL2均设计用于支持高速数据传输，这对于高分辨率工业视觉应用至关重要。虽然两者都支持4K数据传输，但GMSL2在支持8K分辨率方面表现突出，能在视觉任务中提供更高的精度。

就传输距离而言，GMSL2可以支持更长的电缆长度，在大型工业环境中具有优势。

稳定性和抗干扰性

FPD-Link III和GMSL2都包括错误检测和校正机制，这是在工业环境中保持数据完整性的关键功能。在可靠性方面，GMSL2可能更具优势。

系统集成

为了实现长达15米的电缆长度，摄像头需要连接到一个串行器，该串行器接收所有必要的信号作为并行输入。为了实现与GMSL或FPD-Link的连接，需要额外的电子设备：一个PCB用于靠近摄像头的串行器，另一个用于连接到主机的反串行器。

由于流行的嵌入式平台没有反串行器和必要的连接器，因此需要为反串行化额外配备接口板。这种硬件通常称为反串行器板，可以定制或由第三方供应商提供，并在板上具有所需的反串行器和连接器。

如果一个系统打算使用GMSL进行定制设计，则需要与Analog Devices签署保密协议（NDA），以获得所需的技术文档和支持。

软件

用于CSI-2接入的GenICam控制摄像头，使用Alvium CSI-2驱动程序和CSI-2传输层（TL）直接实现GenICam功能。针对不同的板卡和片上系统（SoCs），在GitHub上提供了开源的CSI-2驱动程序。

Video4Linux2访问允许通过V4L2 API、Allied Vision V4L2查看器、像GStreamer和OpenCV这样的框架控制摄像头。

结论

GMSL和FPD-Link都提供了一种有趣的替代方案，可以克服MIPI CSI-2的电缆长度限制，保持其特性并支持长达15米的距离；FPD-Link III和GMSL2是工业视觉应用中高速数据传输的强大技术；GMSL2在系统集成性，鲁棒性和减少EMI电缆长度和数据传输容量方面突出，而FPD-Link III在系统简化性方面提供潜在的好处；在这两者之间的选择取决于工业视觉应用的具体需求，特别是所需的数据分辨率、传输速度和现有的物理设置等因素决定了最合适的解决方案。