A MIPI interfész, protokoll és szabványok értelmezése: Komprehenszív útmutató

Szerintük bizonyítva van, hogy a mobil és elektronikai eszközök fejlesztésében elért jelentős előrelépés nagyban megkönnyedezett a kapcsolati szabványok fejlődésével. Ezek közül említhető a MIPI (Mobile Industry Processor Interface) technológia, amely a komponensek közötti adatközzététel teljesítményéhez és hatékonyságához tett hozzájárulás miatt érdemli ki külön figyelmet. Ez a cikk kifejezetten azt célozza, hogy mélyreható ismeretet nyújtson a MIPI interfészről, protokollról és szabványokról, valamint arról, hogy milyen fontos szerepet játszanak az elektronika jelenlegi korában.

1.Mi az a MIPI?

A MIPI, vagy Mobile Industrial Processor Interface egy szabványosított interfészek rendszere, amelyet a MIPI Alliance fejlesztett ki perifériák és érzékelők kapcsolására beágyazott processzorokhoz mobil eszközökben. Az interfész alacsony fogyasztást, magas sebességet és rugalmasságot teremt, ami teszi alkalmasnak a mobil eszközökben, például smartphonokban és tabletekben való használatra. Tervezi meg a magas sebességű adatátvitelt a mobil eszközök és elektronikai komponensek között. A MIPI Alliance 2003-ban alakult ki ipari vezetők részéről, hogy fejlesszen és promóttassa nyitott szabványokat az interfészekhez a mobil és a mobillal összefüggő iparágakban.

2.MIPI interfész ismertetése

Az elektronikában az interfész olyan közös határ, amelyen keresztül átvitelnek az információk. Sokféle MIPI interfész létezik, beleértve a MIPI-CSI2, MIPI D-PHY, MIPI C-PHY, MIPI M-PHY és MIPI I3C. Minden interfésznek van saját célja, és különböző jellemzői adatátviteli sebesség, fogyasztás és fizikai réteg implementáció szempontjából.

• MIPI CSI (Kamera Soros Interfész):Használják a kamera érzékelők és processzorok kapcsolására, lehetővé téve az képadatok gyors átvitelét.
• MIPI DSI (Kijelző Soros Interfész):Kapcsolja össze a képernyőket a processzorokkal, biztosítva hatékony kommunikációt és magas minőségű vizuális kimenetet.
• MIPI C-PHY és D-PHY:Fizikai rétegű interfészek magas sebességű adatátvitelhez. A C-PHY háromfázisú kódolást használ, míg a D-PHY differenciális jelesítési módszert alkalmaz.

Ezek az interfészek alapvetőek a mobiltelefonok, tabletek és más hordozható eszközökben, ahol a tér és a teljesítmény hatékonyság elsőbbséget él.

2.1A MIPI Protokoll felfedezése

mipi protokoll szabályozzák az adattovábbítás szabályait. Amipi-protokoll tartalmazza:

• mipi csi-2(mipi kamera soros借口):Széleskörben használtmipi összekötőkamera csatlakoztatására, támogatva a magas felbontású képérzékelőket és videóalkalmazásokat. Alacsony energifogyasztást és hatékony adatátvitelt biztosít.
• MIPI DSI-2(mipi kijelző soros借口):Kijelző interfészek számára tervezve, támogatja a full HD képernyőket és javítja a vizuális élményt alacsony késleltetéssel és magas sávszélességgel.

A MIPI protokoll biztosítja a kompatibilitást és az interoperabilitást a különböző komponensek között, lehetővé téve a zökkenőmentes kommunikációt és funkciókat.

2.2MIPI Szabványok

A szabványok kulcsfontosságúak a konzisztencia és megbízhatóság biztosításához. A legfontosabb MIPI szabványok közé tartoznak:

• MIPI CSI-2:Meghatározza a kamerákhoz való interfészest, támogatva legfeljebb 8K felbontást.
• MIPI DSI-2:Megadja a kijelzőkhöz való interfészest, biztosítva magas frissítési sebességet és alacsony energifogyasztást.
• MIPI I3C:Új generáció érzékelő interfész, amely nagyobb teljesítményt és energiahatékonyságot kínál az I2C-hez képest.
• MIPI UniPro:Versengő szabvány különféle alkalmazott rendszerek egyesítésére egy eszközön belül.

Ezen szabványok betartása biztosítja, hogy a készülékek hatékonyan kommunikálnak egymással, ami jobb teljesítményt és felhasználói élményt eredményez.

2.3MIPI architektúra

A MIPI rendszerek architektúrája olyan módon van tervezve, hogy támogassa az adatátvitel hatékonyságát. A legfontosabb összetevők közé tartoznak:

• Vezérlők:Kezelik az adatfolyamatot az összetevők között.
• Fizikai rétegek (PHY):Biztosítanak megbízható jelezési átvitelt.
• Protokollrétegek:Irányítják a szabályok adatainak cseréjére.

Ez a réteges architektúra lehetővé teszi a magas teljesítményű és megbízható kommunikációt egy készülék különböző részei között.

3. Hogyan működik a MIPI kamera?

Ma minden alapvetően intelligens telefon eszköz kamerával rendelkezik. Akár a legolcsóbb okostelefon modell is kamerával van ellátva. Ebben a szociális médiai digitális korban a mobilkamerek szükségesek mindenféle mobiltelefonhasználónak.

A MIPI interfészt támogató kamera érzékelők MIPI kamerekként ismertek. Ezek a kamerek gyakran találhatók smartphonokban, tabletekben, hordozható számítógépeken és más hordozható eszközökben.

A mobil eszközökhöz tartozó beépített látási rendszer általában a következő összetevőkből áll:

• Képérzékelő:Ez az összetevő a képek felvételét és azt tartalmazza, hogyan digitalizálják őket.
• MIPI interfész:Ez az interfész valójában a hid szerepét tölti be a kamera érzékelő és a fő processzor között. A MIPI egy olyan interfészt határoz meg, amely a fizikai és protokoll rétegeket adja meg a digitális képek átviteléhez.
• Lencse:Az outside to inside folyamat: A lencszen keresztül érkező külső fény az IR szűrő által feldolgozásra kerül, majd a Szenzor felületére fókuszálódik, amely fényből elektromos jelet generál; ezután az A/D átalakítja a jelet digitális formába.

Ezért a mipi kamera így működik – egy képet az képérzékelő segítségével rögzít, majd a képet a digitális tartományba alakítja át, és végül a jelet a MIPI interfészeken keresztül elküldi a processzorhoz. A processzor később konvertálja az objektum digitális képét és megjeleníti a képernyőn.

4.Evolutív története a mipi-nak

4.1MIPI CSI-1

A MIPI CSI-1 az első verziója volt a MIPI interfész architektúrának, amely meghatározta a protokollokat az integrált kamera és a fő processzor közötti kapcsolat szempontjából.

A Camera Serial Interface 1 (CSI-1) MIPI egy kommunikációs protokoll volt, amelyet a kamera érzékelő jeleinek átvitelére használtak egy beépített feldolgozási platformra egy kezben viselhető mobil számítógépes eszközben. Ez a protokoll a fizikai és protokollszintű specifikációkon alapult, amelyeket a MIPI Alliance biztosított a kamera interfészek tervezésére vonatkozóan, hogy összekapcsolják a kamera érzékelőt és az integrált processzort a képek átviteléhez.

A MIPI CSI-1 specifikáció fizikai rétege és protokollrétege meghatározta a fizikai réteg elektromos és jelesítési jellemzőit, valamint a protokollréteg protokollját és csomagról. Ezen kívül használták az képadatok, vezérlési adatok és más információk átvitelére a kamera és a fő processzor között. A MIPI CSI-1 differenciális jelesítési módszert alkalmazott, és képes volt adatátviteli sebességet biztosítani legfeljebb 1 Gbps-ig.

A MIPI CSI-1 protokoll örököstény protokoll, és elavultabb aCSI-2 és CSI-3 újabb követőivel. Bár majdnem elavult, a CSI-1 felületet még mindig néhány örököstény rendszerben lehet látni.

4.2mipi csi-2

mipi csi-2a MIPI CSI interfészek második generációja, más néven Kamera Soros Interfész. Hasonlóan a CSI-1 protokollhoz,mipi csi-2ez is a MIPI Alliance keretrendszer alapján fejlesztve, és tartalmazza a fizikai és protokoll rétegeket a képadatokátvitelhez a mobil beágyazott látási rendszerekben.

Jelenleg amipi csi 2az interfész a főstream megoldásnak számít a kamera-feldolgozó kapcsolatokhoz a smartphonokban és tabletekben. Ahogy korábban már említettük, a MIPI CSI-2 széleskörűen támogatott a kameraérzékelők és a beágyazott processzorok által. A CSI-2 protokoll jobb funkcionális és további jellemzőket biztosít, ha összevetjük az eredeti CSI-1 protokollal.mipi csi 2egy másik interfész szabvány, amelyet a soros hivatkozásnál több átviteli sebesség biztosítása érdekében fejlesztettek ki, és differenciális jelezést használ, hasonlóan ahogymipi csi1miközben adatátviteli sebességekig 3,5 Gbps-ig nyúl.

Az első verziója a MIPIcsi22005-ben jelent meg és a következő protokollrétegekből állt:

• Fizikai réteg
• Sávösszefésülési réteg
• Alacsony szintű protokollszint
• Pixel-bájtkonverziós réteg
• Alkalmazási réteg

2017-ben megjelent a MIPI CSI-2 második verziója. Ez a verzió RAW-16 és RAW-20 színmélységet, 32 virtuális csatornát és LRTE-t (alacsony késleltetésű redukciót és közlekedési hatékonyságot) tartalmazott. A harmadikcsi22019-ben kiadott protokoll tartalmazza a RAW-24 színmélységet a CSI-2-ben.

A fő rész a MIPI CSI-2 szabványt alkotja, és a CSI-2E és CSI-2E a MIPI CSI-2 kiterjesztéseinek számítanak. Ezek a kiterjesztések hasznosak a magasabb adatátviteli sebesség támogatására, hosszabb kabellakra, javított hibakezelésre stb.

Mivel a MIPI CSI-2 gyakran használatos és nagy teljesítményű területen található, a MIPI CSI-2 alkalmazható az önvezető járművek, drónok, okos kapcsolt városok, biomedicinai képeztetés és robotika területén.

5.A mipi felület használatának előnyei kameralakó összekötőfelületként

A usb-kamera és a mipi-kamera két olyan kameraszensor típusa, amely jelenleg széleskörben használatos mobil eszközökben és beágyazott látási rendszerekben

Sok oka van arra, hogy mipi kamerákat használjunk mobil eszközökhez és beépített látórendszer rendszerekhez, helyette nem usb kamerákat:

• Ökoszisztéma:A MIPI Alliance rendelkezik nagyon élénk közösségével képérzékelők, lencse, és más komponensek terén, amelyek kompatibilisek és a MIPI kamera legjobban alkalmas a MIPI kamerák alapú rendszerek könnyű fejlesztésére.
• Méret és alakzat:A MIPI kamerák fizikailag kisebbek és szűkeggyebek, mint a USB kamerák, ami jobb a kicsiny, szárnyalatos eszközök integrálásához.
• Flexibilitás: Flexibilitás: mipi kamerakompatibilisek sokféle processzor és képérzékelő típussal, ellentétben az USB-kamerekkel.
• Adatátviteli sebesség:Amipi kamerasokkal magasabb adatátviteli sebességgel küldheti a képadatokat, mint az USB-kamerek, így hasznosak lehetnek magas felbontású és magas képkockaszámú alkalmazásokban.
• Energiafogyasztás: csi kameranagyon energiahatékonyak, ezért használni lehet őket kezilag viselt eszközökben vagy akkumulátorral működő eszközökben.

6.A MIPI technológia jövője

A jövőMIPItechnológia ígéretes, a trendek közé tartozik:

• AI Integráció:Az eszköz funkcióinak fejlesztése mesterséges intelligenciával javított teljesítmény érdekében.
• Magasabb sávszélességű felületek:8K videó és annál jobb támogatása.
• Nagyobb energiahatékonyság:A teljségfogyasztás csökkentése hosszabb akkumulátor-élet idő érdekében.

Ezek a fejlesztések továbbra is ösztönözni fogják az innovációt az elektronikai iparban.

AÖsszefoglalva,A MIPI technológia forradalmi változást hozott az elektronikai eszközök belső kapcsolatában, hatékony, magas sebességű adatátvitelt biztosítva, miközben az energiahatékonyságot is megőrzi. A MIPI felületek, protokollok és szabványok értelmezése alapvető ahhoz, aki részt vesz a modern elektronikai berendezések fejlesztésében. Ahogy a technológia fejlődik, a MIPI továbbra is vezető szerepet játszik, új lehetőségeket és javításokat hozva az eszközök teljesítményében.

GYIK:

Mi a különbség a MIPI C-PHY és D-PHY között?

A MIPI C-PHY háromfázisú kódolást használ azzal, hogy nagyobb sávszélességet biztosít kevesebb pinzel. A MIPI D-PHY differenciális jelezést használ, ami egyszerűbb, de több pinzel igényelhet magasabb adatátviteli sebességeknél.

Hogyan implementálhatók MIPI felületek új tervekben?

A MIPI interfészek megvalósítása az alkalmas MIPI specifikációk kiválasztását, a kompatibilis komponensek integrálását és a MIPI szabványoknak való megfelelését tartalmazza optimális teljesítmény és interoperabilitás érdekében.