MIPI İnterfeysini, Protokolunu və Standartlarını Anlama: Kompleks Rehber

Göstərilmişdir ki, mobil və elektron aparatların inkişafında çoxlu proqress, əsasən, qoşulma standartlarının inkişafı ilə olunub. Bu sahədən bir nümunə olaraq MIPI (Mobil Sənaye Prosesor İnterfeysi) texnologiyası göstərilməlidir, çünki onun komponentlər arasında məlumatın kommunikasiyasının performansı və effektivliyinə böyük dərəcədə təsir edib. Bu məqalə isə MIPI interfeysinin, protokolunun və standartlarının müxtəlif aspektlərini və həmçinin elektronika çağında onların əhəmiyyətini müəyyən etmək üçün detallı məlumatlar təqdim edir.

1.MIPI nədir?

MIPI, ya da Mobil Sənaye Prosesor İnterfeysi, mobil cihazlarda yerleşik prosessorlara periferiyal aletləri və sensörleri birləşdirmək üçün MIPI Aliansi tərəfindən hazırlanmış standartlaşdırılmış bir dəstə interfeystir. İnterfeys, aşağı enerji, yüksək sürətli və flexibl olaraq dizayn edilib, bu da onu smartphone-lar və planşet kompüterlər kimi mobil cihazlar üçün ideal edir. Dizayn, mobil cihazlar və elektron cihaz komponentləri arasında yüksək sürətli məlumat köçürməsini təmin etməyə qarşıdır.MIPI Aliansi, 2003-cü ildə endüstrijada rəhbərlik edən şirkətlər tərəfindən yaradıldı və mobil və mobil təsirləndirilmiş endüstrijalar üçün interfeyslərdə açıq standartların inkişafını və təbliğini təmin etmək üçün çalışır.

2.MIPI İnterfeysini Anlamaq

Elektronikada interfeys, məlumatın köçürülduğu ortaq sərhəddir.Burada çoxlu fərqli növ MIPI interfeysi var, bunların arasındansa MIPI-CSI2, MIPI D-PHY, MIPI C-PHY, MIPI M-PHY və MIPI I3C. Hər interfeysin xüsusi addı və verilər sürəti, enerji sömrüklüyü və fiziki səviyyə icrası ilə bağlı fərqli xarakteristikaları var.

• MIPI CSI (Kamera Səriyyat İnterfeysi): Kamera sensörlerini prosessorlara qoşmaq üçün istifadə olunur, sürətli şəkil məlumatlarının çatdırılmasını təmin edir.
• MIPI DSI (Ekran Səriyyat İnterfeysi): Ekranları prosessorlara qoşur, effektiv kommunikasiya və yüksək keyfiyyətli görsel çıxışı təmin edir.
• MIPI C-PHY və D-PHY: Yüksək sürətli məlumat köçürməsi üçün fiziki səviyyəli arayüzler. C-PHY üç fazal kodlaşmayı, D-PHY isə fərqlilik sinyalizzoğlu üsulunu istifadə edir.

Bu interfeyslər, fazilə və elektrik effektivliyi əsaslı olan smartfonlar, planşetlər və digər portaql cihazlarda çox vacibdir.

2.1MIPI Protokolunun Tədqiqi

mipi protokolu  verilənlər ailəntisi üçün qaydaları təyin edir. mipi- protokolu aşağıdakıları daxil edir:

• MIPI CSI-2 (mipi kamera səriyyat интерfeysi) : Geniş çapda istifadə edilir mipi konnektör kamera qoşuluşu üçün, yüksək düzənlüklü şəkil sensörlləri və video tətbiqlərini dəstəkləyir. Düşük elektrik sörfi və effektiv məlumat köçürməsini təmin edir.
• MIPI DSI-2 (mipi displey siriya interfeysi) :Ekran arayüzleri üçün dizayn edilmişdir, yüksək təsvir sırasını dəstəkləyib və düşükcülat və yüksək band Genişliyi ilə görsel təcrübəni artırır.

MIPI protokolu müxtəlif komponentlər arasında uyğunluq və interoperativliyi təmin edir, bu da sıxışsız kommunikasiya və funksionallıq imkanını verir.

2.2MIPI Standartları

Standartlar birlik və güvəndirliliyi təmin etmək üçün çox vacibdir. Əsas MIPI standartları aşağıdakılardır:

• MIPI CSI-2: Kameralar üçün arayüzü müəyyənləşdirir, 8K düzənlüklüyə qədər dəstəkləyir.
• MIPI DSI-2: Ekranlar üçün arayüzü müəyyənləşdirir, yüksək yenilənmə dərəcələrini və düşük elektrik sörfi təmin edir.
• MIPI I3C: I2C-nin nisbətən daha yüksək performans və elektrik sörfi effektiyyatını təklif edən növbəti jenerasiya sensor arayüzü.
• MIPI UniPro: Cihazın ixtisaslı sistemlərini bir-birinə qoşmaq üçün cömrlü standart.

Bu standartlara əməl etmək, cihazların effektiv şəkildə kommunikasiya etməsini təmin edir, bu da daha yaxşı performans və istifadəçi təcrübəsinə səbəb olur.

2.3MIPI Mimarisi

MIPI sistemlərinin mimarisi, verilər nəqlini dəstəkləmək üçün dizayn edilib.Əsas komponentlər aşağıdakılar daxildir:

• Kontrollər: Komponentlər arasında verilər akışını idarə edir.
• Fiziki Səviyyələr (PHY): Sinyal köçürməsinin güvəndirləşdirilməsini təmin edir.
• Protokol Səviyyələri: Məlumat mübadiləsi üçün qaydaları idarə edin.

Bu qatlı mimari, cihazın fərqli hissələri arasında yüksək performans və güclü kommunikasiya imkanı verir.

3.Mipi kamera necə işləyir?

Gündəmənə qədər həqiqətən də bütün smartfon cihazları kameralarla təchiz edilib. Hətta ən ucuz smartfon modelləri də yerinləşdirilmiş kameralarla gəlib. Bu sosial mediyanın rəqəmsal yaşayış çağında mobil kamera hər növ mobil istifadəçilər üçün məcburiyyət halınlıdır.

MIPI interfeysini dəstəkləyən kamera sensörələri MIPI kameraları kimi tanınır. Bu kameralar smartfonlarda, planşetlərdə, noutbuklarda və digər portaqlı cihazlarda yayginlaşmışdır.

Mobil cihazlar üçün yerinləşdirilmiş görən sistem tipik olaraq aşağıdakı komponentlərdən ibarətdir:

• Şəkil sensoru: Bu komponent şəkilçilərin çəkilməsi və onların necə rəqəmləşdirildiyi ilə bağlıdır.
• MIPI interfeysi: Bu arayüz aslindan kamera sensörü və ana proqessor arasında köprü kimi işləyir. MIPI, digital şəkillərin köçürülmesi üçün istifadə ediləcək fiziki və protokol layərlərini təyin edən bir arayüzdür.
• Lent: Daxilinən xaric: Lens vasitəsilə xarici işıq IR Filtr tərəfindən işlənilir və daha sonra Sensör səthində fokuslanır ki, bu da Lens vasitəsilə keçən işıqdən elektrik sinyali yaradır; sinyal daha sonra daxili A/D tərəfindən rəqəmləşdirilir.

Buna görə də, mipi kamera belə işləyir – şəkil sənzsori köməyi ilə qeyd edilir, daha sonra şəkil rəqəmsal sahəyə çevrilib və son olaraq, sinyal MIPI interfeysindən üzlüyə göndərilir. Üzlüy isə nesnənin rəqəmsal şəklini çevirib, ekran üzərində göstərir.

4.Mipi-nin evolutsion tarixi

4.1MIPI CSI-1

MIPI CSI-1, gömülü kamera və ana üzlüy arasındakı birləşmə protokollarını təyin edən ilk versiya MIPI interfeys arxitekturasi idi.

Camera Serial Interface 1 (CSI-1)MIPI, kamера sinyallarını elə bir mobil hesablama cihazında gömülü işləmə platformasına çatdırmaq üçün istifadə olunan kommunikasiya protokolu idi. Bu protokol, kamера sənzsorundan gömülü üzlüyə şəkilləri köçürmək üçün MIPI Assosiasiyası tərəfindən təqdim edilən fiziki və protokol layərlərinin spesifikasiyalərində əsaslanırdı.

MIPI CSI-1 spesifikasiyasının fiziki şəkil və protokol şəkli fiziki şəkildə elektrik və sinyal xüsusiyyətlərini, protokol şəklinin isə protokolu və paket strukturunu təyin etmişdir. Bundan başqa, bu sistem kamera və mənbə proqressor arasında şəkil verilənləri, idarəetmə verilənləri və digər məlumatların köçürülmesi üçün də istifadə edilib. MIPI CSI-1 fərqli sinyal üsulu ilə işləyir və 1 Gbps-dən yüksək verilən köçürmə sürətinə malikdir.

MIPI CSI-1 protokolu köhnə bir protokoldur və daha yeni nüsxələri kimi CSI-2 və CSI-3 tərəfindən yerinə yetirilmişdir. Hələdə ki, hələ də bəzi köhnə sistemlərdə rast gəlmək olar.

4.2MIPI CSI-2

mIPI CSI-2 mIPI CSI arayüzünün ikinci nesli dədir, Camera Serial Interface kimi tanınır. CSI-1 protokolu ilə bərabər, mIPI CSI-2 mIPI Alliance çərçivəsində inkişaf etdirilib və mobil gömülü görən sistemlərdəki şəkil məlumatlarının köçürməsi üçün fiziki və protokol layərlərini əhatə edir.

Hazırda, mipi csi 2 arayüzü, smartfonlar və planşet komp'yuterlərində kamera-proqessor üzlüklüyünə əsas mainstream həll kimi nəzərdə tutulur. Daha əvvəl deyildiyi kimi, MIPI CSI-2 kamera sensörleri və gömülü proqessor tərəfindən geniş miqdarlı dəstəklənir. CSI-2 protokolu, əsasCSI-1 protokoluna nisbətən daha yaxşı funksional və əlavə xüsusiyyətlər təmin edir. mipi csi 2 başqa bir arayüz standartıdır ki, daha yaygın seri bağlantıda yüksek aktarım oranları sağlamaq üçün yaradılmışdır və benzer şəkildə diferensial sinyalıstikdan istifadə edir mipi csi 13 . 5 Gbps-ə qədər verilənlər sürətinə malikdir.

MIPI-nin ilk versiyası csi2 2005-ci ildə buraxılıb və aşağıdakı protokol sloevlərindən ibarətdir:

• Fiziki şəkil
• Qat mergər şəkili
• Əsas protokol şəkili
• Piksel-ə bayt çevrilmə səthinin qatı
• Tətbiq səviyi

2017-ci ildə MIPI CSI-2-in ikinci versiyası buraxılıb. Bu versiya RAW-16 və RAW-20 rəng göstəricilərini, 32 ədəd virtual kanalı və LRTE-ni (düşük gecikməli azaltma və nəqliyyat effektivliyi) təmin edirdi. Üçüncü versiya isə csi2 2019-cu ildə buraxılan protokol CSI-2-də RAW-24 rəng derinliyini əhatə edir.

Əsas hissə MIPI CSI-2 standartından ibarətdir və CSI-2E və CSI-2E MIPI CSI-2-nin uzantıları kimi nəzərdə tutulur. Bu uzantılar, daha yüksək verilər sürəti üçün əlavə dəstək, uzun kabellər, yaxşılaşdırılmış xəta idarəetməsi və s. təmin etmək üçün istifadə olunur.

MIPI CSI-2 ümumiyyətlə çox istifadə edilir və yüksək performans sahəsinə malik olduğu üçün, MIPI CSI-2 Sənayi 4.0, Avtomobil Vəziyyətindən Asılı Olmayan Nəqliyyat Aparatları, Dronlar, Smart Şəhərlər, Biomedikal İmgiling və Robotika sahələrində tətbiq olunur.

5.Kameralar üçün birləşdirici arayüz kimi mipi arayüzü istifadə edilməsinin üstünlükləri

Usb kamerası və mipi kamerası mobile cihazlar və gömməli görən sistemlərdə hal-hazırda geniş miqdarada istifadə olunan iki növ kamera sensorudur

Mobil cihazlar və daxil edilmiş görsel sistemlər üçün usb kameraları yerinə mipi kameralarını istifadə etməyin bir neçə səbəbi var:

• Ekosistem: MIPI Aliansi, MIPI kamera əsaslı sistemlərin raziliyi üçün uyğun və ən yaxşı şəkildə MIPI kameraları üçün uyğun olan çox yaşıl bir cəmiyyətə malikdir, bu da lenslər və digər komponentlərlə bağlıdır.
• Ölçü və forması: MIPI kameraları USB kameralarından fiziki olaraq daha kiçik və inkişafdır, bu da onların kiçik, inkişaf cihazlarda integrasiyası üçün daha yaxşıdır.
• Müstəvidirlik: Müstəvidirlik:  mipi kamera uSB kameralarından fərqli olaraq müxtəlif növ prosessorlar və rəsm sensorldən uyğundur.
• Verilər sürəti: The mipi kamera uSB kameralarından daha yüksək verilənlər sürətləri ilə rəsm məlumatlarını strim edə bilər və beləliklə, yüksək qüvvətli və yüksək kadrlaşma dərəcəli tətbiqlərdə istifadə edilə bilər.
• Enerji sörfiyyatı:  csi kamera çox enerji effektividirlər, beləliklə, ellə tutulan cihazlarda və pillərlə işləyən cihazlarda istifadə edilə bilərlər.

6.MIPI Texnologiyasında gələcək tendensiyalar

Gələcəyi mipi texnologiya vaat edir, tendensiyalar isə aşağıdakı kimi daxil olmaqla:

• İnsan-intellekt integrasiyası: İnsanların işləməyini dəstəkləmək və funksionallığı artırmaq üçün qurğularda yapayinqilin istifadəsi.
• Ən yüksək şəbəkəli yaradıcı interfeyslər: 8K videonun və daha yaxşı keyfiyyətin dəstəklənməsi.
• Daha yüksək enerji effektivliyi: Uzun şarj ömrü üçün elektrik sörfəlinin azaltılması.

Bu inkişaflar elektronika sənayesində yenilikləri davam etdirməyə davam edəcəkdir.

A ümumiyyətlə ,MIPI texnologiyası elektron aparatların daxili birləşməsini dəyişdirib, effektiv, sürətli məlumat köçürməsi təmin edir və kraft effektivliyini saxlayır. Modern elektronikaların inkişafında iştirak edən hər kəsin MIPI interfeyslərini, protokollarını və standartlarını anlamaq çox vacibdir. Texnologiya inkişaf etdikcə MIPI yeni imkanlar və cihaz performansında dəyişiklikləri qüvvələndirən əsas rol oynaya bilər.

Tez-tez verilən suallar:

MIPI C-PHY və D-PHY arasındakı fərq nədir?

MIPI C-PHY məlumatları daha az pin ilə daha yüksək band genişliyi təmin etmək üçün üç fazalı kodlaşdırma sxemini istifadə edir. MIPI D-PHY isə daha sadə diferensial sinyalləşməni tətbiq edir, lakin yüksək verilənlər dərəcələri üçün daha çox pin tələb edə bilər.

Necə yeni dizaynlarda MIPI interfeyslərini tətbiq edə bilərsiniz?

MIPI interfeyslərini realizasiya etmək, uyğun MIPI spesifikasiyalrını seçmək, uyğun komponentləri inteqrasiya etmək və optimal işləmə və uyğunluq üçün MIPI standartları ilə uyğunluq təmin etmək deməkdir.