Wie beeinflussen MIPI CSI-2 Lanes, Carrier Boards und Sensoren die Bildrate?

The Imaging Source bietet an und unterstützt MIPI CSI-2 Kameras auf unterschiedlichen Embedded-Plattformen, z.B.:

- 36S Series MIPI CSI-2 cameras

- NVIDIA Jetson Orin

- NXP i.MX 8M Plus

- Raspberry Pi 5

Wovon hängt die Bildrate eines MIPI CSI-2 Kamerasystems ab?

Die erreichbare Bildrate wird im Wesentlichen von drei Faktoren bestimmt:

• Bildsensor: Jeder Sensor hat eine maximale native Ausgabe (Auflösung × fps)

• Anzahl der MIPI CSI-2 Lanes: Mehr Lanes = höhere Datenbandbreite

• Lane-Geschwindigkeit: Abhängig von der Plattform (z. B. 2,5 Gbit/s vs. 1,5 Gbit/s pro Lane)

Kurz gesagt:
Die Bildrate wird durch den Engpass zwischen Sensordatenrate und verfügbarer MIPI-Bandbreite begrenzt.

Warum erreicht derselbe Sensor auf verschiedenen Plattformen unterschiedliche Bildraten?

Unterschiedliche Carrier Boards unterstützen unterschiedliche MIPI-Konfigurationen:

Plattform	Typische MIPI-Konfiguration
Jetson Orin (2-ch)	4 lanes @ 2.5 Gbit/s
Jetson Orin (4-ch)	2 lanes @ 2.5 Gbit/s
Raspberry Pi 5	4 lanes @ 1.5 Gbit/s
NXP i.MX 8M Plus	2 lanes @ 1.5 Gbit/s

Das ergibt unterschiedliche Gesamtbandbreiten:

• 4 Lanes @ 2,5 Gbit/s → maximale Bandbreite

• 2 Lanes @ 1,5 Gbit/s → minimale Bandbreite

Ist die Bandbreite nicht ausreichend, muss die Bildrate reduziert werden.

Wie beeinflusst die Anzahl der Lanes die Leistung?

Jede MIPI-Lane überträgt einen Teil des Datenstroms.
Weniger Lanes bedeuten proportional weniger Bandbreite.

Beispiel:

• 120 fps mit 4 Lanes → nur ca. 60 fps mit 2 Lanes

Dieses Verhalten zeigt sich u. a. bei:

• DxM 36SX290-ML

• DxM 36SX462-ML

• DxM 36SR0234-ML

Welche Rolle spielt die Lane-Geschwindigkeit?

Die Geschwindigkeit pro Lane ist plattformabhängig:

• 2,5 Gbit/s pro Lane (z. B. NVIDIA Jetson Orin)

• 1,5 Gbit/s pro Lane (z. B. Raspberry Pi 5, i.MX 8M Plus)

Eine geringere Lane-Geschwindigkeit reduziert die Gesamtbandbreite und kann die Bildrate limitieren.

Warum erreichen manche Sensoren auf allen Plattformen die gleiche Bildrate?

Einige Sensoren benötigen weniger Bandbreite als verfügbar ist.
In diesem Fall ist die Schnittstelle nicht der limitierende Faktor.

Beispiele:

• DxM 36SX297-ML → 120 fps auf allen Plattformen

• DxM 36SX296-ML → 60 fps auf allen Plattformen

Warum skaliert die Bildrate bei manchen Sensoren direkt mit der Bandbreite?

Bei bandbreitenlimitierten Sensoren gilt:

Weniger Bandbreite = proportional geringere Bildrate.

Beispiele:

• DxM 36SX568-ML:

  • 80 fps (4 Lanes) → 40 fps (2 Lanes)

• DxM 36SR0521-ML:

  • 60 fps → 30 fps

Ändern sich die Bildraten bei geringerer Auflösung oder Binning?

Ja.

Die angegebenen Werte beziehen sich immer auf:
volle Sensorauflösung

Durch:

• Cropping

• Binning

• Subsampling

können höhere Bildraten erreicht werden.

Diese Szenarien sind jedoch projektspezifisch und sollten individuell betrachtet werden.

Wie kann ich die Bildrate für mein System abschätzen?

Eine einfache Faustregel:

Die Bildrate skaliert mit der verfügbaren MIPI-Bandbreite.

Grobe Orientierung:

• 4 Lanes @ 2,5 Gbit/s ≈ 100 %

• 2 Lanes @ 2,5 Gbit/s ≈ 50 %

• 4 Lanes @ 1,5 Gbit/s ≈ 60 %

• 2 Lanes @ 1,5 Gbit/s ≈ 30 %

Sie sind unsicher, welche Konfiguration die richtige ist?

Die optimale Lösung hängt ab von:

• Anwendung

• Auflösung

• Anzahl Kameras

• Systemkonfiguration

Kontaktieren Sie uns - wir unterstützen Sie bei der Auswahl der passenden Lösung.