MIPI CSI-2 通道数、载板与传感器如何影响帧率

The Imaging Source 提供并支持在不同嵌入式平台上的 MIPI CSI-2 相机，例如：

- 36S Series MIPI CSI-2 cameras

- NVIDIA Jetson Orin

- NXP i.MX 8M Plus

- Raspberry Pi 5

什么因素决定了 MIPI CSI-2 相机系统的帧率?

可达到的帧率主要取决于三个因素：

• 图像传感器：每个传感器都有其原生的最大输出能力（分辨率 × 帧率）。

• MIPI CSI-2 通道数：通道越多，可提供的数据带宽越大。

• 通道速度（每条 Lane 的带宽）：取决于载板／平台的规格（例如每条 Lane 为 2.5 Gbit/s 或 1.5 Gbit/s）。

简单来说：
帧率会受到图像传感器输出能力与可用 MIPI 带宽之间，最低瓶颈的限制。

为什么相同的传感器在不同平台上会有不同的帧率？

不同的载板（Carrier Board）支持不同的 MIPI 配置：

硬体平台	常见 MIPI 配置
Jetson Orin (2-ch)	4 通道 @ 2.5 Gbit/s
Jetson Orin (4-ch)	2 通道@ 2.5 Gbit/s
Raspberry Pi 5	4 通道 @ 1.5 Gbit/s
NXP i.MX 8M Plus	2 通道@ 1.5 Gbit/s

这会直接影响总带宽：

• 4 通道 @ 2.5 Gbit/s → 最高吞吐量

• 2 通道 @ 1.5 Gbit/s → 最低吞吐量

若可用带宽不足，则必须降低帧率。

MIPI 通道（Lanes）如何影响性能？

每个 MIPI 通道都承载了部分图像数据流。
减少通道数量会按比例降低总带宽。

示例：

• 一个在 4 通道下能以 120 fps 运行的感光元件，在 2 通道下可能会降至 60 fps。

• 这种现象可以在以下感光元件中观察到：

  • DxM 36SX290-ML

  • DxM 36SX462-ML

  • DxM 36SR0234-ML

通道速率（Lane speed）如何影响帧率？

通道速率因平台而异：

• 每通道 2.5 Gbit/s（例如：NVIDIA Jetson Orin）

• 每通道 1.5 Gbit/s（例如：Raspberry Pi 5、NXP i.MX 8M Plus）

较低的通道速率会减少总吞吐量，因此即使通道数量很多，帧率仍可能会受到限制。

为什么有些感光元件在不同平台间能维持相同的帧率？

有些感光元件传输的数据量并不会达到可用带宽的饱和状态。
在这种情况下，平台本身并不是限制性能的瓶颈因素。

示例：

• DxM 36SX297-ML → 在所有平台上均为120 fps

• DxM 36SX296-ML → 在所有平台上均为 60 fps

这些感光元件即使在速率较慢的接口上运作，其数据量也低于带宽上限。

为什么有些感光元件的性能会完全随带宽等比例变化？

特定感光元件会受到带宽限制，这意味着：

• 当带宽减半 → 帧率也会大致减半

示例：

• DxM 36SX568-ML:

  • 80 fps (4 通道) → 40 fps (2通道)

• DxM 36SR0521-ML:

  • 60 fps → 30 fps

这是高数据速率感光元件的典型特性。

这些帧率会随着分辨率或合并像素而改变吗？

是的。

文件中列出的帧率一律是指：

感光元件的全分辨率

如果您使用了以下模式：

• 裁切

• 合并像素

• 次采样

则有可能获得更高的帧率。
然而，这些配置完全取决于具体项目需求，必须针对个别情况进行评估。

如何估算我硬件配置的帧率？

一个简化的原则：

帧率会随着可用的 MIPI 带宽成比例变化。

近似带宽对比：

• 4 通道 @ 2.5 Gbit/s = 100% 基准参考

• 2 通道 @ 2.5 Gbit/s = 约 50%

• 4 通道 @ 1.5 Gbit/s =约 60%

• 2 通道 @ 1.5 Gbit/s = 约 30%

若您的感光元件受到带宽限制，其帧率预计也会呈现类似的比例变化。

仍不确定哪种配置最适合您的应用吗？

帧率的优化可能取决于：

• 具体应用场景

• 分辨率设置

• 多相机系统配置

• 驱动程序调校

欢迎带着您的需求联系我们 -- 我们将协助您找到最佳的配置方案。