MIPI интерфейс, протокол, стандартуудыг харах: Тодорхойлолтны гид

Тодорхойлсон нь, зогсоо хөдөлгөөнтэй үйлдвэрлэлийн төвөгтэй шинж чанарын ихэнх нь дурын холбогдох стандартуудын ач холбогдолтой. Эдгээрийн дотор MIPI (Mobile Industry Processor Interface) технологийн хамгаалалтын бие даасан үр дүнтэй мэдээллийн санал хэлэлцлийн хурдан ажиллах боломжийг олгодог. Энэ номын хуудас нь MIPI интерфейс, протокол, стандартуудын талаар ихээр мэдээлэл өгөхөд зориулагдсан ба эдгээр нь одоогийн электроникийн үеэр ямар чухал ач холбогдлыг төрүүлдэг вэ гэдгийг харуулна.

1.MIPI юу вэ?

MIPI эсвэл Mobile Industrial Processor Interface нь MIPI Альянсын хамтран ажилладаг стандарт байгууллагуудын холбоо болон санал хүсэлтийг холбож, зөвлөх зорилгоор үүсгэсэн интерфейс юм. Энэ нь мобайл төхөөрөмжүүд дээрх эмбэддэд процессоруудтай холбогдох зориулалтаар хийгдсэн бөгөөд тухайн интерфейс нь бага эрчим, их хурдтай, томъёо шинэчлэлийн хамгийн сайн тохиолдолд ашигладаг. Энэ нь мобайл төхөөрөмжүүдийн хоорондын их хурдтай мэдээллийн шилжилтийг хялбарчлахад зориулагдсан. MIPI Альянс нь 2003 онд байгуулагдсан, мобайл ба мобайл хамгаалалтын байгууллагуудад интерфейсийн стандартуудыг хөгжүүлэх, хөгжүүлэх зорилгоор үүсгэсэн.

2.MIPI Интерфейсийг Харах

Электроникийн интерфейс нь мэдээллийг шилжүүлэх боломжийг олгодог хамгийн их хязгаар юм. Мөн MIPI-CSI2, MIPI D-PHY, MIPI C-PHY, MIPI M-PHY, MIPI I3C гэх мэт олон төрлийн MIPI интерфейс байдаг. Тус бүрийн интерфейс нь өөр өөр зорилгоор ашигладаг, дата rate, эрчим хэрэглээ, физик хатууслалын хэрэгслийн хувьд өөр өөр чиглэлүүдэд ашигладаг.

• MIPI CSI (Камерийн Серийл Интерфейс): Камерын мэдрэгчийг процессортой холбох зориулалттай, зураг өгөгдлийг өндөр хурдтай дамжуулах боломжийг олгодог.
• MIPI DSI (Дисплейн Серийл Интерфейс): Дисплейг процессортой холбож, үр дүнтэй харилцаа холбоо болон өндөр чанартай визуал гаралтыг хангадаг.
• MIPI C-PHY болон D-PHY: Өндөр хурдны өгөгдөл дамжуулах физик давхаргын интерфейс. C-PHY нь гурван үе шаттай кодчилолыг ашигладаг бол D-PHY нь ялгаатай дохиоллын аргыг ашигладаг.

Эдгээр интерфейстүүд нь зай, эрчим хүчийн ашиглалтыг багасгахад их санаа олгож байгаа утасны гадуур, таблет компьютер болон бусад хөдөлгөөнт багажуудад анхны зорилготой.

2.1MIPI Протоколыг судлах

mipi протокол  мэдээллийн сольголтоо шийдэх дүрмийг зааж өгнө. mipi- протокол нь доорх зүйлсийг агуулдаг:

• MIPI CSI-2 (mipi камерын серийл интерфейс) : Өргөн хэрэглэгддэг mipi коннектор камерын холболтын зориулалттай, өндөр нарийвчлалтай зураг мэдрэгч болон видео хэрэглээг дэмждэг. Энэ нь бага эрчим хүчний хэрэглээ болон үр дүнтэй өгөгдөл дамжуулалтыг хангадаг.
• MIPI DSI-2 (mipi дисплейн сериал интерфейс) :Дисплей интерфейсийн зориулалттай, өндөр тодорхойлолттой дэлгэцүүдийг дэмжиж, бага хожимдол болон өндөр өргөн зурвас бүхий визуал туршлагыг сайжруулдаг.

MIPI протокол нь ялгаатай бүтцийн хоорондох зөрчилгүй ажиллах боломжийг тодорхойлж, үйлчилгээний зөрчилгүй байдлыг хадгалахад тусална.

2.2MIPI стандартууд

Стандартууд нь тогтмол байдлыг, батлагдаг байдлыг тодорхойлоход их санаа оруулдаг. Үндсэн MIPI стандартууд нь:

• MIPI CSI-2: Камерын интерфейсийг тодорхойлж, 8K хүртэлх нарийвчлалыг дэмждэг.
• MIPI DSI-2: Дисплейн интерфейсийг тодорхойлж, өндөр шинэчлэлтийн хурд болон бага эрчим хүчний хэрэглээг хангадаг.
• MIPI I3C: I2C-ээс илүү өндөр гүйцэтгэл болон эрчим хүчний үр ашигтай, дараагийн үеийн мэдрэгчийн интерфейс.
• MIPI UniPro: Төхөөрөмжийн доторх янз бүрийн дэд системүүдийг холбох олон талт стандарт.

Энэ стандартуудыг дагаж байх нь төхөөрөмжүүдийн аль хэдийн харилцах чадварыг баталгаажуулдаг, энэ нь үзүүлэх нь ашиглалтын үр дүнтэй болохыг зорьж байна.

2.3MIPI Архитектур

MIPI системийн архитектурыг үнэт цуглуулалтын хамгийн сайн арга замыг олгодог. Үндсэн хэсгүүд нь:

• Контроллерүүд: Хэсгүүдийн хооронд цуглуулалтын шинж чанарыг бэлддэг.
• Физик хавтгайн (PHY): Найдвартай дохио дамжуулалтыг хангах.
• Протоколын хавтгайн: Мэдээлэл солилцооны дүрмийг удирдана.

Энэ хавтгайн архитектурыг ашиглах нь төхөөрөмжийн ямар ч хэсгүүдийн хооронд их үр дүнтэй, тодорхой харилцааг enable хийдэг.

3. Mipi камера яаж ажилладаг вэ?

Өнөөдөр нь үргэлж бүх татуулагч үйлдвэрлэгчид камераар тоноглогдсон байдаг. Үргэлж хамгийн дуртай татуулагч моделүүд ч камераар тоноглогдсон байдаг. Энэ сошиал медиа-ын цифер зууны дунд татуулагч камера нь ямар ч төрлийн татуулагч ашиглагчдын хэрэгтэй болж байна.

MIPI интерфейстэй суурилуулж болох камерын сенсорууд MIPI камер гэгддэг. Эдгээр камеры үргэлж утас, таблет, ноотр компьютер болон бусад хөдөлгөөнт үйлдвэрлэгчдэд оршин тогтоодог.

Татуулагч үйлдвэрлэгчдэд ашигладаг эмбэддэд вижн систем нь дараах хэсгүүдээс бүрддэг:

• Зургийн сенсор: Энэ хэсэг нь зургуудыг авах, дижиталчлах арга юм.
• MIPI интерфейс: Энэ интерфейс нь камерын мэдрэгч болон хост процессорын хоорондын гүүрийн үүрэг гүйцэтгэдэг. MIPI нь дижитал зургийг дамжуулахад ашиглах физик болон протоколын давхаргыг тодорхойлдог интерфейс юм.
• Хүрээлэн: Гаднаас дотор хүртэл: Хүрээлэн дурын гаднах амьсгалыг авч, IR Filter-д шийдэвчилж, дараа нь Сенсорын хавтсын дээр фокустайгаар зориулж, Хүрээлэн дурын амьсгалыг электрийн сигнал болгоход ашигладаг; сигнал нь дотоод A/D-д дижиталчлах болно.

Иймээс, mipi камера ямар чиглээр ажилладаг вэ – зураг сенсорын тусалдаан зураг бичигдэнэ, дараа нь зураг дижитал хүрээнд шилжүүлэгдэнэ, эцсийн дагуу сигнал MIPI интерфейстэй нэгжтэгч руу илгээгдэнэ. Нэгжтэгч дараа нь объектын дижитал зургийг шилжүүлэн экран дээр харуулдаг.

4.Мипи-ийн эволюцын түүх

4.1MIPI CSI-1

MIPI CSI-1 нь MIPI интерфейсийн эхний хувилбар бөгөөд эмбэддэд камер холбогдсон хост нэгжтэгчийн хооронд холбогдох протоколуудыг зааж өгсөн.

Camera Serial Interface 1 (CSI-1)MIPI нь гар утасны мобайл компьютерийн төхөөрөмж дээр эмбэддэд процессор руу камерын сенсорын сигналуудыг илгээхэд ашиглагдсан харилцаа протокол бөгөөд энэ протокол нь камерын сенсор болон эмбэддэд процессор хооронд зургуудыг шилжүүлэхэд MIPI Альянсын тодорхойлсон физик, протоколын түвшин, стандартууд дээр бүтээгдсэн.

MIPI CSI-1 стандартын физик дотоод бүлэг болон протоколын бүлэг нь физик дотоод бүлгийн электрик болон сигналын хувилбаруудыг, мөн протоколын бүлгийн протокол болон пакетын бүтцийг тодорхойлсон. Энэ нь камера болон эзэгнүүдийн процессорын хооронд зургийн мэдээллийг, тохиргооны мэдээллийг, бусад мэдээллийг шилжүүлэхэд ашиглагдсан. MIPI CSI-1 нь ялгаатай сигналын арга ашигласан бөгөөд 1 Гбит/с-ийн хурдтай мэдээллийг шилжүүлэх чадвартай.

MIPI CSI-1 протокол нь өмнөх протокол ба CSI-2, CSI-3 гэх мэт шинэчлэлтээр санаагүй болсон. Харин өмнөх системүүдэд CSI-1 интерфейс эргэлзээ орших боломжтой.

4.2MIPI CSI-2

mIPI CSI-2 нь Камерын Серийн Интерфейс гэж нэрлэгддэг MIPI CSI интерфейсийн хоёр дахь үе юм. CSI-1 протоколтой адил, mIPI CSI-2 нь мөн MIPI Alliance-ийн хүрээнд хөгжүүлэгдсэн бөгөөд хөдөлгөөнт суурилуулсан харааны системд зураг мэдээллийг дамжуулахад физик болон протоколын давхаргыг агуулдаг.

Одоогоор mipi csi 2 интерфейс нь ухаалаг гар утас болон таблетуудад камер-процессорын холболтын үндсэн шийдэл гэж тооцогддог. Урьд дурдсанчлан MIPI CSI-2 нь камерын мэдрэгч болон суурилуулсан процессороор өргөн дэмжигддэг. CSI-2 протокол нь анхны CSI-1 протоколтой харьцуулахад илүү сайн функциональ болон нэмэлт шинж чанаруудыг санал болгодог. mipi csi 2 нь илүү түгээмэл цуврал холбоо дээр өндөр дамжуулах хурдтай байх зорилгоор боловсруулсан өөр нэг интерфейс стандарт бөгөөд mipi csi 13.5 Gbps хүртэлх өгөгдлийн хурд санал болгож байна.

MIPI стандартын эхний хувилбар csi2 2005 онд гарсан бөгөөд дараах протоколын давхаргаас бүрдсэн:

• Физик дотоод бүлэг
• Зогсоо бүлэг
• Эрэмбэлсэн протоколын бүлэг
• Пиксель-тоо хувиргах тархалт
• Алдаарлагын тархалт

2017 онд MIPI CSI-2-ийн хэдэнд нь хоёрдугаар хувилбар гарсан. Энэ хувилбар RAW-16, RAW-20 өнгийн багтамж, 32 виртуал цагвар, LRTE (загваргүй хурдан ачааллын бууруулалт болон утаслах үр дүнтэй) функцуудтай байв. Гуравдугаар хувилбар нь csi2 2019 онд гарсан протокол нь CSI-2-д RAW-24 өнгийн гүнзгийрлийг агуулдаг.

Үндсэн хэсэг нь MIPI CSI-2 стандартад багтдаг, эсрэгчлэлтэй CSI-2E, CSI-2E нь MIPI CSI-2-ийн шинж чанарууд юм. Эдгээр шинж чанарууд нь их мэдрэмжтэй гадаадын мөрөөдлийн хурд, урт цагаан толгой, алдааны зохицуулалтыг сайжруулахад тусалдаг.

MIPI CSI-2 нь ихээхүү ашигладаг, өндөр үр дүнтэй байдлыг олоход MIPI CSI-2 Автоном машинууд, Дрон, Смарт холбоотой хотууд, Биомедикал зураг, Роботикийн талбарт ашигладаг.

5.MIPI интерфейсыг камерын холболтын интерфейс болгон ашиглахад хамаарах аюулгүй хүчин тогтмол хүрээлэн

USB камеры болон MIPI камеры нь одоогоор ихээхүү ашиглагддаг мобайл үйлдвэрлэлийн систем болон суурилсан дүрслэлийн системд ашиглагддаг хоёр төрлийн камер сенсор юм.

Мобайл төхөөрөмжүүд болон зорчигчийн дүрс барих системүүдэд usb камеруудын оронд mipi камеруудыг ашиглахад ихэнхдээ хэрэглээний шалтгаанууд байдаг:

• Экосистем: MIPI Alliance нь MIPI камер дээр суурилсан системийг хялбар хөгжүүлэхэд тохиромжтой, нийцтэй зураг мэдрэгч, линз зэрэг бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн маш идэвхтэй хамт олон байна.
• Зэмсэг, үндэс: MIPI камерууд USB камеруудаас физикдээ бага, доогуур байдаг тул бага, доогуур төхөөрөмжүүдэд интеграция хийхэд сайн.
• Шинжилгээ: Шинжилгээ:  mipi camera uSB камеруудаас ялгаатай нь олон төрлийн процессор болон зураг мэдрэгчтэй нийцтэй.
• Датын хурд: Тэр mipi camera uSB камеруудаас илүү өндөр өгөгдлийн хурдтайгаар зурагны өгөгдлийг дамжуулах боломжтой бөгөөд ингэснээр өндөр нарийвчлалтай, өндөр кадр хурдтай програмуудад ашиглагдах болно.
• Эрчим хэрэглээ:  csi camera маш эрчим хүчний хэмнэлттэй тул гар утасны төхөөрөмжүүд эсвэл батерейгаар ажилладаг төхөөрөмжүүдэд ашиглаж болно.

6.MIPI технологийн эцсийн төлөвлөгөө

Ирээдүй mipi технологи нь амлалттай бөгөөд чиг хандлагууд нь:

• ИҮХ-ийн интеграция: Ухаалаг хиймэл оюун ухаан ашиглан төхөөрөмжийн чадварыг сайжруулах.
• Эрчим хурдны интерфейсүүд: 8K видео болон түүнээс дээш дэмжих.
• Эрчим хэмжээнд ихээр багасгах: Батерейны амьдралыг уртасгахын тулд эрчим хүчний хэрэглээг бууруулах.

Энэ өөрчлөлтүүд электрон зуучлалын салбар дотор шинэчлэлийг эхлүүлэхээс өмнө аюулгүй.

А дундаж нь ,MIPI технологи нь электрон тоног төхөөрөмжүүдийн холбогдлыг өөрчилж, их хурдтай мэдээллийн шилжүүлэлтийг хамгийн сайн ашиглалтаар, эрчим хэмжээнд хангалттай болгоход туслахаар ажилладаг. Электроникийн шинэ бүтээгдэхүүнүүдийг шинэчлэхэд MIPI интерфейс, протокол, стандартуудыг орчин үеийн технологид ашиглахад чухал байдаг. Технологийн өөрчлөлтөөр MIPI нь тоног төхөөрөмжүүдийн үзүүлэлтийг нэвтрүүлэх, зохицуулахад эхлээд байрлана.

ТАВИГДАЛТ:

MIPI C-PHY болон D-PHY-ийн хооронд ямар ялгаа байна вэ?

MIPI C-PHY нь гурван фазын кодлох схемийг ашиглан зөвхөн хэтрээгүй пинүүдээр их хурдтай мэдээллийг шилжүүлнэ. MIPI D-PHY нь хоёртын сигнал ашигладаг, энэ нь хялбар боловч их хурдтай мэдээллийн шилжүүлэлтээр их пинүүдийг ашиглах шаардлагатай болно.

Шинэ дизайнуудад MIPI интерфейсийг яаж хэрэглэх вэ?

MIPI интерфейсийг бүтээх нь зөвхөн амжилттай ажиллах, хамгаалалтын стандартуудыг хангахын тулд зөв MIPI стандартуудыг сонгох, тухайн стандартад хандах боломжтой компонентүүдийг интегрэх, MIPI стандартуудыг хангах шаардлагатай.