I moduli fotocamera a circuito stampato flessibile (FPC) sono componenti di imaging compatti e leggeri integrati con una scheda di circuito flessibile, ampiamente utilizzati in smartphone, dispositivi indossabili, dispositivi medici,sensori industrialiPer gli sviluppatori e i produttori di dispositivi si pone una domanda comune:Perché la maggior parte dei moduli della fotocamera FPC non sono dotati di un kit di sviluppo software (SDK) dedicatoQuesto articolo esplora le ragioni tecniche, industriali e applicative di questo fenomeno, demistificando la pratica del settore sia per il pubblico tecnico che non tecnico.
Per prima cosa, chiariamo due concetti fondamentali per gettare le basi per la comprensione:
- Modulo fotocamera FPC: una soluzione di imaging modulare composta da un sensore di immagine CMOS/CCD, lenti, FPC (flexible circuit board) e componenti di elaborazione del segnale.che consente di adattarsi in spazi stretti o curvi che i moduli di circuiti rigidi non possonoFunziona principalmente come componente hardware responsabile della cattura dei segnali ottici e della loro conversione in dati di immagine digitale.
- SDK (Software Development Kit): Un insieme di strumenti software, librerie, API, documentazione e codice di esempio forniti dai produttori di hardware per aiutare gli sviluppatori a integrare l'hardware nelle loro applicazioni.Gli SDK semplificano lo sviluppo del software astrattando operazioni hardware complesse in funzioni richiamabili, che consente agli sviluppatori di implementare rapidamente funzionalità come la cattura delle immagini, la regolazione dei parametri e l'elaborazione dei dati.
I moduli per telecamere FPC sono:prodotti a livello di componentiI loro clienti target sono i fabbricanti di apparecchiature originali (OEM) o i fabbricanti di progetti originali (ODM) che integrano i moduli in prodotti finiti (ad es.marchi di smartphone, produttori di dispositivi medici). A differenza delle telecamere standalone (ad esempio, webcam USB) o dell'elettronica di consumo, le telecamere sono utilizzate per la produzione di apparecchiature mediche.I moduli FPC non sono progettati per essere utilizzati direttamente dagli sviluppatori o dagli utenti finali; essi si basano sulla piattaforma hardware e sul sistema operativo (SO) del dispositivo ospitante per il controllo del software..
Al contrario, gli SDK sono in genere forniti per prodotti finali o hardware standalone che richiedono un'interazione diretta con il software.la responsabilità dell'"integrazione del software" ricade sul sistema operativo e sul chipset del dispositivo ospitante, non il modulo stesso.
I moduli di telecamera FPC rispettano:standard hardware e di comunicazione universali, eliminando la necessità di SDK personalizzati.
- MIPI CSI-2 (interfaccia per processori per l'industria mobile, interfaccia seriale per telecamere 2): lo standard di fatto per dispositivi mobili e embedded, che consente la trasmissione di dati ad alta velocità tra il modulo della fotocamera e il processore host (ad esempio, chipset Qualcomm Snapdragon, MediaTek).
- UVC (classe video USB): Per i moduli FPC con interfacce USB (ad esempio, alcune varianti industriali o mediche), UVC è uno standard plug-and-play supportato nativamente da Windows, Linux, Android e macOS.
- I2C (inter-circuito integrato): utilizzato per configurare i parametri della fotocamera (ad esempio esposizione, guadagno, bilanciamento del bianco) senza strumenti software personalizzati.
Questi standard sono pre-supportati dai principali sistemi operativi e dai chipset SDK.Qualcomm) SDK della fotocamera o del sistema operativo.p.g., Android) native camera framework, che già includono driver e API compatibili con moduli FPC conformi alla norma.
Il valore più grande del modulo fotocamera FPC è il suoflessibilità fisica e adattabilità hardware, consentendo di personalizzarlo per diversi fattori di forma (ad esempio, cerniere di telefono pieghevoli, piccoli endoscopi medici, fitness tracker indossabili).limitazione della compatibilità del modulo con diverse piattaforme host.
Per esempio,un modulo FPC utilizzato in un dispositivo medico con un sistema operativo in tempo reale (RTOS) e un altro utilizzato in un smartwatch consumer con Android Wear richiedono ecosistemi software completamente diversi. Un SDK unico non può soddisfare queste esigenze diverse. Invece, aderendo agli standard universali, il modulo può essere integrato senza soluzione di continuità in qualsiasi piattaforma che supporta tali standard.
L'industria elettronica opera su una chiara divisione del lavoro:
- Produttori di moduli per fotocamere FPC: concentrandosi sulla ricerca e sviluppo hardware, compresa l'ottimizzazione dei sensori, la progettazione delle lenti, l'affidabilità del FPC e la miniaturizzazione.non sviluppo di software per piattaforme diverse.
- Fornitori di chipset (ad esempio Qualcomm, MediaTek): fornire SDK completi (ad esempio, Qualcomm Snapdragon Camera SDK) che includono driver per fotocamere, algoritmi di elaborazione delle immagini e API su misura per i loro processori.
- Fornitori di sistemi operativi (ad esempio Google, Microsoft): offrire framework di fotocamera nativi (ad esempio, Android Camera2 API, Windows Camera API) che astrattano le differenze hardware e consentono uno sviluppo software coerente.
La fornitura di un SDK costringerebbe i produttori di moduli FPC a competere in un settore al di fuori della loro competenza principale, con conseguente sviluppo ridondante e potenziali problemi di compatibilità.Sfruttare i chipset esistenti e gli SDK del sistema operativo garantisce una migliore stabilità del software e una migliore compatibilità tra piattaforme.
Lo sviluppo e la manutenzione di un SDK richiedono molte risorse:
- Supporto interplatform: Un SDK deve essere compatibile con più sistemi operativi (Windows, Linux, Android, macOS, RTOS) e architetture di chip (ARM, x86), che richiedono aggiornamenti continui per le nuove versioni del sistema.
- Integrazione degli algoritmi: le caratteristiche moderne delle fotocamere (ad esempio, messa a fuoco automatica, stabilizzazione dell'immagine, miglioramento in condizioni di scarsa illuminazione) si basano su algoritmi complessi, che sono generalmente sviluppati da fornitori di chipset o fornitori di software terzi,non produttori di moduli.
- Supporto tecnico: fornire un SDK richiede un team dedicato per assistere gli sviluppatori con problemi di integrazione, aumentando i costi operativi.
Per i produttori di moduli FPC, questi costi sono difficili da giustificare, in quanto i loro clienti (OEM) hanno già accesso a strumenti software mature dei fornitori di chipset e sistemi operativi.
Mentre la maggior parte dei moduli di telecamera FPC standard non forniscono SDK, ci sono eccezioni permoduli altamente personalizzatinei settori specializzati (ad esempio, imaging medico, ispezione industriale):
- In questi casi, i produttori possono offrire strumenti software limitati o documentazione API per supportare caratteristiche hardware specifiche (ad esempio, modalità di sensori personalizzate, controllo di illuminazione specializzato).
- Tuttavia, non si tratta di SDK a tutti gli effetti, ma di risorse supplementari per aiutare gli OEM a integrare funzioni hardware uniche nei loro framework software esistenti.
- Sì.
FPC Camera Modules non forniscono SDK dedicati a causa del loro posizionamento a livello di componente, aderenza agli standard industriali universali, attenzione alla flessibilità fisica, divisione industriale del lavoro,e considerazioni di costoQuesta non è una limitazione ma una pratica razionale del settore che garantisce la compatibilità, riduce la ridondanza e sfrutta l'esperienza dei fornitori di chipset e OS.
Per gli sviluppatori e gli OEM che integrano moduli fotocamera FPC,la soluzione consiste nell'utilizzare i framework di fotocamera nativi del sistema operativo ospitante o l'SDK fornito dal fornitore del chipset, entrambi progettati per funzionare senza soluzione di continuità con i moduli FPC conformi alla normaComprendere questo ecosistema consente agli utenti di integrare efficacemente i moduli FPC nella propria produzione senza dover fare affidamento su SDK personalizzati.
