MIPI İnterface, Protokol və Standartlar anlayışı: Hərtərəfli Bələdçi

Sübut olunmuşdur ki, mobil və elektron cihazların inkişafı sahəsində əldə olunan xeyli irəliləyiş əlaqələndirmə standartlarının inkişafı ilə xeyli asanlaşdırılıb. Bunlardan MIPI(Mobile Industry Processor Interface) texnologiyasının komponentlər arasında verilənlər rabitəsinin performansına və effektivliyinə verdiyi töhfə kimi qeyd edilə bilər. Bu xüsusi məqalə MIPI interfeysi, protokolu və standartları və onların elektronikanın müasir dövrdəki əhəmiyyətli rolu haqqında dərin biliklər vermək niyyətindədir.

1.MIPI nədir?

MIPI və ya Mobile Industrial Processor Interface — mobil qurğular daxilində daxil olan emal edilmiş prosessorlara periferiya və sensorların qoşulması üçün MIPI Alliance tərəfindən hazırlanmış standartlaşdırılmış interfeyslər dəsti. İnterface aşağı güclü, yüksək sürətli və elastik olması üçün nəzərdə tutulub. Bu, smartfon və planşet kimi mobil cihazlarda istifadə üçün ideal şərait yaradır. Mobil qurğular və elektron cihaz komponentləri arasında yüksək sürətli məlumat ötürülməsini asanlaşdırmaq üçün nəzərdə tutulub. MiPI Alliance 2003-cü ildə sənaye liderləri tərəfindən mobil və mobil təsirə məruz olan sənaye müəssisələrində interfeyslər üçün açıq standartların hazırlanması və yayılması məqsədilə yaradılmışdır.

2.MIPI İnterface anlayışı

Elektronikada interfeys informasiyanın ötürülən ortaq sərhədidir. MIPI-CSI2, MIPI D-PHY, MIPI C-PHY, MIPI M-PHY və MIPI I3C daxil olmaqla bir çox fərqli tiplər mövcuddur. Hər bir interfeys verilənlərin sürəti, güc sərfiyyatı və fiziki layın tətbiqi baxımından konkret məqsəd və fərqli xüsusiyyətlərə malikdir.

• MIPI CSI (Camera Serial Interface): Kamera sensorlarının prosessorlara qoşulması üçün istifadə olunur, bu da görüntü məlumatlarının yüksək sürətlə ötürülməsini təmin edir.
• MIPI DSI (Display Serial Interface): Displeyləri prosessorlara bağlayır, effektiv rabitəni və yüksək keyfiyyətli vizual çıxışı təmin edir.
• MIPI C-PHY və D-PHY: Yüksək sürətli məlumat transferi üçün fiziki lay interfeysləri. C-PHY üç fazalı kodlaşdırmadan istifadə edir, D-PHY isə diferensial siqnalizasiya metodunu işlədir.

Bu interfeyslər smartfonlarda, planşetlərdə və digər portativ qurğularda həlledici yer tutur. Burada boşluq və enerji səmərəliliyi ən yüksək həddə çatır.

2.1MiPI Protokolunun Araşdırılması

mipi protokolu məlumat mübadiləsi qaydalarını idarə edir. mipi-protokola daxildir:

• MIPI CSI-2(mipi kamera serial interfeysi):Geniş istifadə olunanmipi konnektoru kamera bağlantısı üçün, yüksək çözlülüklü görüntü sensorları və video tətbiqləri dəstəkləmək. Aşağı enerji sərfiyyatını və effektiv məlumat transferini təmin edir.
• MIPI DSİ-2(mipi display serial interface): Displey interfeysləri üçün nəzərdə tutulmuş, yüksək tərifli ekranları dəstəkləyir və aşağı yubiley və yüksək bant genişliyi ilə vizual təcrübəni artırır.

MIPI protokolu müxtəlif komponentlər arasında uyğunluğu və qarşılıqlı fəaliyyəti təmin edir, bu da sıx əlaqə və funksionallığa imkan verir.

2.2MIPI Standartları

Standartlar ardıcıllığın və etibarlılığın təmin edilməsi üçün olduqca vacibdir. Əsas MIPI standartları aşağıdakılardır:

• MIPI CSI-2: Kameralar üçün interfeysi müəyyən edir, 8K-a qədər qətnaməni dəstəkləyir.
• MIPI DSI-2: Displeylər üçün interfeysi təyin edir, yüksək təravətli qiymətləri və aşağı güc sərfiyyatını təmin edir.
• MIPI I3C: Növbəti nəsil sensor interfeysi, I2C ilə müqayisədə daha yüksək performans və güc effektivliyi təklif edir.
• MIPI UniPro: Müxtəlif altsistemlərin bir cihaz daxilində bir-biri ilə əlaqələndirilməsi üçün çox yönlü standart.

Bu standartlara riayət etmək cihazların effektiv ünsiyyət qura bilməsini təmin edir, bu isə daha yaxşı performans və istifadəçi təcrübəsinə gətirib çıxarır.

2.3MIPI Arxitekturası

MIPI sistemlərinin arxitekturası effektiv məlumat ötürülməsini dəstəkləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Əsas komponentlər aşağıdakılardır:

• Nəzarətçilər:Komponentlər arasında məlumat axınını idarə edin.
• Fiziki qatlar (PHY): Etibarlı siqnal ötürülməsini təmin etmək.
• Protokol Layları: Məlumat mübadiləsi qaydalarını idarə etmək.

Bu laylı arxitektura cihazın müxtəlif hissələri arasında yüksək performans və möhkəm ünsiyyəti təmin edir.

3.Mipi kamera necə işləyir?

Bu gün əsasən bütün smartfon qurğuları kameralarla təchiz olunub. Hətta ən ucuz smartfon modelləri də gömülmüş kameralarla təchiz olunub. Sosial medianın bu rəqəmsal dövründə mobil kameralar bütün növ mobil istifadəçilər üçün mütləq olmalıdır.

MIPI interfeysi dəstəkləyən kamera sensorları MIPI kameraları kimi tanınır. Bu kameralara əsasən smartfonlar, planşetlər, laptoplar və digər portativ qurğularda rast gəlinir.

Mobil qurğular üçün emal olunmuş görmə sistemi adətən aşağıdakı komponentlərdən ibarətdir:

• Şəkil sensor:Bu komponent şəkillərin tutulmasını və onun necə rəqəmsallaşdırılmasını nəzərdə tutur.
• MIPI ara üzü: Bu interfeys mahiyyət etibarilə kamera sensoru ilə host prosessoru arasındakı körpü kimi fəaliyyət göstərir. MiPI rəqəmsal şəkillərin ötürülməsi üçün istifadə ediləcək fiziki və protokol qatlarını müəyyən edən interfeysdir.
• Linza:Xaricidən daxilə: Lens vasitəsilə xarici işıq sonra İr Filtri ilə işlənir və sonra Linzadan keçən işıqdan elektrik siqnalı yaratmaq üçün Sensor səthinə fokuslanır; siqnalı sonra daxili A/D tərəfindən rəqəmsallaşdırılır.

Ona görə də mipi kamera aşağıdakı kimi işləyir – görüntü sensorunun köməyi ilə görüntü qeydə alınır, sonra görüntü rəqəmsal domenə çevrilir və nəhayət, miPI interfeysi vasitəsilə siqnal prosessora göndərilir. Prosessor daha sonra obyektin rəqəmsal görüntüsünü çevirir və ekranda göstərir.

4.Mipilərin təkamül tarixi

4.1MIPI CSI-1

MIPI CSI-1, emal edilmiş kamera və host prosessoru arasında əlaqə üçün protokolları müəyyən edən MIPI interfeys arxitekturasının ilk versiyası idi.

Camera Serial Interface 1 (CSI-1)MIPI — əl ilə mobil hesablama qurğusunda yerləşdirilmiş prosessinq platformasına kamera sensor siqnallarının ötürülməsi üçün istifadə olunan kommunikasiya protokolu idi. Bu protokol, kamera sensorundan çəkilmiş şəkillərin emal olunmuş prosessora ötürülməsi üçün kamera sensoru ilə emal edilmiş prosessor arasında qarşılıqlı əlaqələrin layihələndirilməsi üçün MIPI Alliance tərəfindən verilən kamera interfeysləri üçün fiziki və protokol qat spesifikasiyalarına əsaslanırdı.

MiPI CSI-1 spesifikasiyasının fiziki-kimyəvi qatının və protokol qatının fiziki-kimyəvi qatının elektrik və siqnalizasiya xarakteristikalarını və protokol qatının protokol və paket quruluşunu, müvafiq olaraq, müəyyən etmişdir. Həmçinin kamera ilə host prosessor arasında şəkil məlumatlarının ötürülməsi, məlumatların idarə edilməsi və digər informasiyaların ötürülməsində istifadə edilmişdir. MiPI CSI-1 diferensial siqnalizasiya metodunu işə salmış və 1 Gbps-ə qədər məlumat transferi qiymətlərini təmin etmək qabiliyyətinə malik idi.

MIPI CSI-1 protokolu irsi protokoldur və onun CSI-2 və CSI-3 kimi qabaqcıl xələfləri tərəfindən deprekasiya olunur. Az qala köhnəlsə də, CSI-1 interfeysi hələ də bəzi leqal sistemlərdə müşahidə olunur.

4.2MIPI CSI-2

mipi csi-2 ikinci nəsil MIPI CSI interfeysi kamera serial interfeysi kimi də tanınır. CSI-1 protokoluna oxşar,mipi csi-2 həmçinin MIPI Alliance çərçivəsində inkişaf edir və mobil emal edilmiş görmə sistemlərində görüntü məlumatlarının daşınması üçün fiziki və protokol laylarını əhatə edir.

Hal-hazırda,mipi csi 2 interfeysi smartfon və planşetlərdə kamera-prosessor bağlantısı üçün əsas həll hesab olunur. Daha əvvəl deyildiyi kimi MIPI CSI-2 kamera sensorları və emal edilmiş prosessorlar tərəfindən geniş dəstəklənir. CSI-2 protokolu orijinal CSI-1 protokolu ilə müqayisədə daha yaxşı funksional və əlavə xarakteristikaları təmin edir.mipi csi 2 daha geniş yayılmış serial link üzərindən yüksək transfer qiymətləri təmin etmək məqsədi ilə hazırlanmış və oxşar şəkildə diferensial siqnalizasiyadan istifadə edən digər interfeys standartıdırmipi csi1 3-ə qədər məlumat qiymətləri təklif edərkən . 5 gbps.

MIPI-nin ilkin versiyasıCsi2 2005-ci ildə buraxılmış və aşağıdakı protokol layhələrindən ibarət olmuşdur:

• Fiziki lay
• Leyn birləşmə layı
• Aşağı səviyyəli protokol layı
• Piksel-to-bayt çevirmə layı
• Tətbiq layı

2017-ci ildə MIPI CSI-2-nin ikinci versiyası işıq üzü görmüşdür. Bu versiyada RAW-16 və RAW-20 rəng dərinlikləri, 32 virtual kanal və LRTE (low latency reduction and transport efficiency) yer almışdır. Üçüncü versiyaCsi2 2019-cu ildə buraxılmış protokola CSI-2-də RAW-24 rəng dərinliyi daxildir.

Əsas hissəsi MIPI CSI-2 standartı, CSI-2E və CSI-2E isə MIPI CSI-2-nin uzantıları kimi nəzərdən keçirilir. Bu genişlənmələr daha yüksək məlumat qiymətləri, daha uzun kabellər, təkmilləşdirilmiş xəta nəzarəti və s. üçün əlavə dəstək üçün faydalıdır.

MiPI CSI-2 ümumi istifadə olunduğu və yüksək performanslı sahəyə sahib olduğu üçün MIPI CSI-2 Avtonom Avtomobillər, Drone, Ağıllı Bağlı Şəhərlər, Biomühəndislik Və Robotics tətbiq edilir.

5.Mipi interfeysindən kameralar üçün bağlayıcı interfeys kimi istifadənin üstünlükləri

Usb kamera və mipi kamera hal-hazırda mobil qurğularda və emal olunmuş görmə sistemlərində geniş istifadə olunan iki növ kamera sensorlarıdır

Usb kameralardan çox mobil cihazlar və emal edilmiş görmə sistemləri üçün mipi kameralardan istifadə etmək üçün bir neçə səbəb var:

• Ekosistem: MIPI Alliance, MIPI kameraları əsasında sistemlərin asan inkişafı üçün uyğun və ən uyğun olan digər komponentlər arasında görüntü sensorları, lens çox canlı bir icmaya malikdir.
• Ölçü və form faktoru:MiPI kameraları kiçik və nazik cihazlarda inteqrasiya üçün daha yaxşı olan USB kameralardan daha kiçik və nazikdir.
• Elastiklik: Elastiklik: mipi kamera USB kameralarından fərqli olaraq bir çox növ prosessor və görüntü sensorları ilə uyğundur.
• Verilənlər sürəti: mipi kamera görüntü məlumatlarını USB kameralarından daha yüksək məlumat səviyyəsində axıda bilər və buna görə də yüksək həll və yüksək çərçivə dərəcəsi tətbiqləri üçün faydalı olardı.
• Güc sərfiyyatı: Csi kamera çox enerji sərf edir. Buna görə də onlar batareyalar üzərində işləyən əl cihazlarında və ya cihazlarda istifadə oluna bilər.

6.MİPİ-nin texnologiyasında gələcək tendensiyalar

Gələcəyinmipi texnologiya perspektivlidir. Trendlər o cümlədən:

• Aİ İnteqrasiya: Təkmilləşdirilmiş funksionallıq üçün süni intellektlə cihaz qabiliyyətlərinin artırılması.
• Yüksək Bant Genişliyi İnterfacesləri: 8K video və ondan artıq dəstəkləmə.
• Böyük Enerji Səmərəliliyi: Daha uzun batareya ömrü üçün güc sərfiyyatını azaltmaq.

Bu irəliləyişlər elektronika sənayesində yenilikləri davam etdirəcək.

All hamısını,MIPI texnologiyası elektron cihazlar daxilində əlaqəni inqilab edərək, effektiv, yüksək sürətli məlumat transferi təmin edir, eyni zamanda güc effektivliyini qoruyur. MiPI-nin interfeys, protokol və standartlarını anlamaq müasir elektronikanın inkişafında iştirak edən hər kəs üçün həlledici əhəmiyyət kəsb edir. Texnologiya inkişaf etdikcə MIPI ön planda qalacaq, yeni imkanlara təkan verəcək və cihazların performansında təkmilləşmələr olacaq.

Tez-tez soruşulan suallar:

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

MIPI C-PHY məlumatların ötürülməsi üçün üç fazalı kodlaşdırma sxemindən istifadə edir, daha az pinlərlə daha yüksək bant genişliyi təklif edir. MIPI D-PHY diferensial siqnalizasiyadan istifadə edir. Bu siqnal daha sadədir, lakin daha yüksək məlumat qiymətləri üçün daha çox pin tələb edə bilər.

MiPI interfeyslərini yeni dizaynlarda necə həyata keçirmək lazımdır?

MIPI interfeyslərinin həyata keçirilməsi üçün müvafiq MIPI spesifikasiyalarının seçilməsi, uyğun komponentlərin birləşdirilməsi, optimal performans və qarşılıqlı işləmə üçün MIPI standartlarına uyğunluğunun təmin edilməsi nəzərdə tutulur.