MIPI CSI-2 通道數、載板與感測器如何影響幀率

The Imaging Source 提供並支援在不同嵌入式平台上的 MIPI CSI-2 相機，例如：

- 36S Series MIPI CSI-2 cameras

- NVIDIA Jetson Orin

- NXP i.MX 8M Plus

- Raspberry Pi 5

什麼因素決定了 MIPI CSI-2 相機系統的幀率?

可達到的幀率主要取決於三個因素:

• 影像感測器：每個感測器都有其原生的最大輸出能力（解析度 × 幀率）。

• MIPI CSI-2 通道數：通道越多，可提供的資料頻寬越大。

• 通道速度（每條 Lane 的頻寬）：取決於載板／平台的規格（例如每條 Lane 為 2.5 Gbit/s 或 1.5 Gbit/s）。

簡單來說：
幀率會受到影像感測器輸出能力與可用 MIPI 頻寬之間，最低瓶頸的限制。

為什麼相同的感測器在不同平台上會有不同的幀率？

不同的載板（Carrier Board）支援不同的 MIPI 配置：

硬體平台	常見 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

這會直接影響總頻寬：

• 4 通道 @ 2.5 Gbit/s → 最高吞吐量

• 2 通道 @ 1.5 Gbit/s → 最低吞吐量

若可用頻寬不足，則必須降低影格率。

MIPI 通道（Lanes）如何影響效能？

每個 MIPI 通道都承載了部分影像資料流。

減少通道數量會按比例降低總頻寬。

範例：

• 一個在 4 通道下能以 120 fps 運作的感光元件，在 2 通道下可能會降至 60 fps。

• 這種現象可以在以下感光元件中觀察到：

  • DxM 36SX290-ML

  • DxM 36SX462-ML

  • DxM 36SR0234-ML

通道速率（Lane speed）如何影響影格率？

通道速率因平台而異：

• 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）

較低的通道速率會減少總吞吐量，因此即使通道數量很多，影格率仍可能會受到限制。

為什麼有些感光元件在不同平台間能維持相同的影格率？

有些感光元件傳輸的資料量並不會達到可用頻寬的飽和狀態。

在這種情況下，平台本身並不是限制效能的瓶頸因素。

範例：

• DxM 36SX297-ML → 在所有平台上皆為120 fps

• DxM 36SX296-ML → 在所有平台上皆為 60 fps

這些感光元件即使在速率較慢的介面上運作，其資料量也低於頻寬上限。

為什麼有些感光元件的效能會完全隨頻寬等比例變化？

特定感光元件會受到頻寬限制，這意味著：

• 當頻寬減半 → 影格率也會大致減半

範例：

• DxM 36SX568-ML:

  • 80 fps (4 通道) → 40 fps (2通道)

• DxM 36SR0521-ML:

  • 60 fps → 30 fps

這是高資料速率感光元件的典型特性。

這些影格率會隨著解析度或合併像素而改變嗎？

是的。

文件中列出的影格率一律是指：
感光元件的全解析度

如果您使用了以下模式：

• 裁切

• 合併像素

• 次採樣

則有可能獲得更高的影格率。

然而，這些配置完全取決於具體專案需求，必須針對個別情況進行評估。

如何估算我硬體配置的影格率？

一個簡化的原則：

影格率會隨著可用的 MIPI 頻寬成比例變化。

近似頻寬對比：

• 4 通道 @ 2.5 Gbit/s = 100% 基準參考

• 2 通道 @ 2.5 Gbit/s = 約 50%

• 4 通道 @ 1.5 Gbit/s = 約 60%

• 2 通道 @ 1.5 Gbit/s = 約 30%

若您的感光元件受到頻寬限制，其影格率預計也會呈現類似的比例變化。

仍不確定哪種配置最適合您的應用嗎？

影格率的優化可能取決於：

• 具體應用場景

• 解析度設定

• 多相機系統配置

• 驅動程式調校

歡迎帶著您的需求聯繫我們 -- 我們將協助您找到最佳的配置方案。