Compreensão da interface, protocolo e padrões mipi: um guia abrangente

Foi provado que muitos progressos no desenvolvimento de dispositivos móveis e eletrônicos foram facilitados em grande parte pelo desenvolvimento de padrões de conectividade. Destes, a tecnologia mipi (interface de processador da indústria móvel) pode ser notada como sua contribuição para o desempenho e eficiência da comunicação de dados entre os componentes. Este

1.O que é o MIPI?

Mipi, ou interface de processador industrial móvel, é um conjunto de interfaces padronizadas desenvolvidas pela aliança Mipi para conectar periféricos e sensores a processadores incorporados em dispositivos móveis. A interface é projetada para ser de baixo consumo, alta velocidade e flexível, tornando-a ideal para uso em dispositivos móveis como

2.Compreensão da interface mipi

uma interface na eletrônica é uma fronteira compartilhada através da qual a informação é passada. Existem muitos tipos diferentes de interfaces mipi, incluindo mipi-csi2, mipi d-phy, mipi c-phy, mipi m-phy e mipi i3c. cada interface tem um propósito específico e características diferentes em termos de taxa de

• Mipi csi (interface serial da câmara):Usado para conectar sensores de câmera a processadores, permitindo a transmissão de dados de imagem em alta velocidade.
• Mipi dsi (interface serial do ecrã):Conecta displays a processadores, garantindo uma comunicação eficiente e uma saída visual de alta qualidade.
• Mipi c-phy e d-phy:Interfaces de camada física para transferência de dados de alta velocidade. O C-PHY utiliza uma codificação em três fases, enquanto o D-PHY emprega um método de sinalização diferencial.

Estas interfaces são críticas em smartphones, tablets e outros dispositivos portáteis, onde a eficiência de espaço e energia é primordial.

2.1Explorando o protocolo MIPI

Protocolo MIPI A Comissão adoptou, em 15 de Dezembro de 1999, uma decisão relativa à- Não.O protocolo inclui:

• Mipi CSI-2(interface serial da câmara micro):um produto amplamente utilizadoConector mipipara conectividade de câmeras, suportando sensores de imagem de alta resolução e aplicações de vídeo. Ele garante baixo consumo de energia e transferência de dados eficiente.
• Mipi dsi-2(interface serial de exibição mipi):Projetado para interfaces de display, ele suporta telas em alta definição e melhora a experiência visual com baixa latência e largura de banda alta.

O protocolo mipi garante a compatibilidade e a interoperabilidade entre os diferentes componentes, permitindo uma comunicação e funcionalidade contínuas.

2.2normas mipi

Os principais padrões MIPI incluem:

• Mipi CSI-2:Define a interface para câmeras, suportando resolução de até 8K.
• Mipi dsi-2:Especifica a interface para displays, garantindo altas taxas de atualização e baixo consumo de energia.
• Mipi i3c:Uma interface de sensor de próxima geração, oferecendo maior desempenho e eficiência energética em comparação com o I2C.
• mipi unipro:Um padrão versátil para interconexão de vários subsistemas dentro de um dispositivo.

A adesão a estas normas garante que os dispositivos possam comunicar-se de forma eficaz, o que conduz a um melhor desempenho e experiência do utilizador.

2.3Arquitetura mipi

A arquitetura dos sistemas mipi é concebida para suportar uma transferência de dados eficiente. Os componentes-chave incluem:

• Controladores:Gerenciar o fluxo de dados entre componentes.
• camadas físicas (phy):Garantem a transmissão de sinais confiável.
• camadas de protocolo:Regule as regras para a troca de dados.

Esta arquitetura em camadas permite um alto desempenho e uma comunicação robusta entre diferentes partes de um dispositivo.

3.Como funciona a câmara MIPA?

Hoje, basicamente todos os dispositivos de smartphones estão equipados com câmeras. Até os modelos de smartphones mais baratos estão equipados com câmeras embutidas. Nesta era digital das mídias sociais, câmeras móveis são uma necessidade para todos os tipos de usuários de dispositivos móveis.

Os sensores de câmera que suportam a interface MIPI são conhecidos como câmeras MIPI. Estas câmeras são comumente encontradas em smartphones, tablets, laptops e outros dispositivos portáteis.

um sistema de visão incorporado para dispositivos móveis consiste geralmente nos seguintes componentes:

• Sensor de Imagem:Este componente envolve a captura de imagens e a forma como são digitalizadas.
• Interface mipi:Esta interface atua essencialmente como a ponte entre o sensor de câmera e o processador principal. MIPI é uma interface que especifica as camadas físicas e de protocolo a serem usadas para a transferência de imagens digitais.
• lente:do exterior para o interior: através da lente, a luz externa é então processada pelo filtro ir e, em seguida, focada na superfície do sensor para gerar um sinal elétrico a partir da luz que passa pela lente; o sinal é então digitalizado pelo a/d interno.

Portanto, a câmera mipi funciona da seguinte forma uma imagem é gravada com a ajuda do sensor de imagem, a imagem é então transformada no domínio digital e, finalmente, o sinal é enviado para o processador através da interface mipi. O processador posteriormente converte a imagem digital do objeto e a exibe na tela.

4.História evolutiva da MIPA

4.1Mipi csi-1

Mipi csi-1 foi a primeira versão da arquitetura de interface Mipi que especificou os protocolos para conexão entre a câmera incorporada e o processador host.

Camera Serial Interface 1 (csi-1) mipi foi um protocolo de comunicação que foi usado para transmitir sinais de sensor da câmera para uma plataforma de processamento embutida em um dispositivo de computação móvel portátil. Este protocolo foi baseado nas especificações de camada física e de protocolo para interfaces de câmera

A camada física e a camada de protocolo da especificação mipi csi-1 determinaram as características elétricas e de sinalização da camada física e a estrutura de protocolo e pacote da camada de protocolo, respectivamente. Também foi usada para transferir dados de imagem, dados de controle e outras informações entre a câmera e o processador

O protocolo mipi csi-1 é um protocolo legado e é depreciado por seus sucessores avançados como o csi-2 e o csi-3.

4.2Mipi CSI-2

Mipi CSI-2é a segunda geração das interfaces MIPI CSI, também conhecida como Interface Serial de Câmera. Semelhante ao protocolo CSI-1,Mipi CSI-2também é desenvolvida com base no framework da MIPI Alliance e abrange as camadas físicas e de protocolo para transporte de dados de imagem em sistemas de visão embarcada móvel.

Neste momento, oMipi csi 2A interface é considerada a solução principal para conectividade entre câmera e processador em smartphones e tablets. Como mencionado anteriormente, MIPI CSI-2 é amplamente suportado por sensores de câmera e processadores embarcados. O protocolo CSI-2 oferece melhores funcionalidades e características adicionais em comparação com o protocolo original CSI-1.Mipi csi 2é outro padrão de interface que foi desenvolvido com o objetivo de fornecer altas taxas de transferência sobre o link serial mais comum e utiliza sinalização diferencial de maneira semelhante aMipi csi1enquanto oferece taxas de dados de até 3,5 Gbps.

A primeira versão do MIPAcsi2foi lançado em 2005 e consistia nos seguintes níveis de protocolo:

• camada física
• camada de fusão de vias
• camada de protocolo de baixo nível
• camada de conversão de pixel para byte
• camada de aplicação

Em 2017, a segunda versão do MipiCSI-2 foi lançada. Esta versão apresentava profundidades de cor RAW-16 e RAW-20, 32 canais virtuais e IRTE (redução de baixa latência e eficiência de transporte).csi2protocolo lançado em 2019 inclui a profundidade de cor RAW-24 no CSI-2.

A parte principal consiste no padrão mipi csi-2, e csi-2e e csi-2e são consideradas extensões do mipi csi-2. Estas extensões são úteis para fornecer suporte adicional para taxas de dados mais altas, cabos mais longos, melhor controle de erros, etc.

Como o MIPS-2 é comumente utilizado e tem uma área de alto desempenho, o MIPS-2 aplica-se aos veículos autônomos, drones, cidades inteligentes conectadas, imagens biomédicas e robótica.

5.vantagens de utilizar a interface mipi como uma interface de conector para câmaras

A câmera usb e a câmera mipi são dois tipos de sensores de câmera que são atualmente amplamente utilizados em dispositivos móveis e sistemas de visão incorporados

Há várias razões para usar câmeras Mipi para dispositivos móveis e sistemas de visão incorporada em vez de câmeras USB:

• ecossistema:A MIPI Alliance possui uma comunidade muito vibrante de sensores de imagem, lentes entre outros componentes que são compatíveis e melhor adaptados para câmeras MIPI, facilitando o desenvolvimento de sistemas baseados em câmeras MIPI.
• Tamanho e factor de forma:As câmaras Mipi são fisicamente menores e mais finas do que as câmaras USB, o que é melhor para integração em dispositivos pequenos e finos.
• flexibilidade: flexibilidade: Máquina de filtragemsão compatíveis com muitos tipos de processadores e sensores de imagem, ao contrário das câmeras USB.
• Taxa de dados:OMáquina de filtragempode transmitir os dados de imagem em taxas de dados muito maiores do que as câmeras USB e, portanto, seria útil para aplicações de alta resolução e alta taxa de quadros.
• Consumo de energia: Câmera de vigilânciasão muito eficientes energeticamente, portanto, podem ser usados em dispositivos móveis ou dispositivos que operam com baterias.

6.Tendências futuras na tecnologia MIPA

O Futuro demipia tecnologia é promissora, com tendências incluindo:

• integração:Aprimorando as capacidades dos dispositivos com inteligência artificial para melhoria da funcionalidade.
• Interfaces de largura de banda mais elevada:Suporte para vídeo 8K e além.
• maior eficiência energética:Reduzindo o consumo de energia para maior duração da bateria.

Estes avanços continuarão a impulsionar a inovação na indústria electrónica.

AII em geral,A tecnologia mipi revolucionou a conectividade dentro dos dispositivos eletrônicos, fornecendo transferência de dados eficiente e de alta velocidade, mantendo a eficiência energética. Entender as interfaces, protocolos e padrões mipi é crucial para qualquer pessoa envolvida no desenvolvimento da eletrônica moderna. À medida que a tecnologia evolui

Perguntas Frequentes:

Qual é a diferença entre mipi c-phy e d-phy?

O mipi c-phy usa um esquema de codificação de três fases para transmitir dados, oferecendo maior largura de banda com menos pinos. o mipi d-phy usa sinalização diferencial, que é mais simples, mas pode exigir mais pinos para taxas de dados mais altas.

Como implementar interfaces MIPI em novos projetos?

A implementação de interfaces MIPI implica a selecção das especificações MIPI adequadas, a integração de componentes compatíveis e a garantia da conformidade com as normas MIPI para um desempenho e uma interoperabilidade ideais.