Понимание интерфейса, протокола и стандартов mipi: всестороннее руководство

Доказано, что большое количество прогресса в разработке мобильных и электронных устройств было значительно облегчено развитием стандартов подключения. Из них технология mipi ((мобильный интерфейс процессора промышленности) может быть отмечена как ее вклад в производительность и эффективность передачи данных между компонентами. Эта

1.Что такое МИПИ?

Mipi, или мобильный интерфейс промышленного процессора, представляет собой набор стандартизированных интерфейсов, разработанных мипи-алиансом для подключения периферийных устройств и датчиков к встроенным процессорам в мобильных устройствах. Интерфейс предназначен для малой мощности, высо

2.Понимание интерфейса mipi

Интерфейс в электронике - это общая граница, через которую передается информация. Существует много различных типов интерфейсов mipi, включая mipi-csi2, mipi d-phy, mipi c-phy, mipi m-phy и mipi i3c. Каждый интерфейс имеет конкретное назначение и разли

• Mipi csi (серийный интерфейс камеры): Используется для подключения датчиков камеры к процессорам, позволяющим высокоскоростную передачу данных изображения.
• Mipi dsi (серийный интерфейс дисплея): Соединяет дисплеи с процессорами, обеспечивая эффективную связь и высококачественный визуальный выход.
• Мипи c-фи и d-фи: Физические интерфейсы для высокоскоростной передачи данных. C-PHY использует трехфазное кодирование, в то время как D-PHY использует дифференциальный метод сигнализации.

Эти интерфейсы имеют решающее значение в смартфонах, планшетах и других портативных устройствах, где эффективность использования пространства и энергии имеет первостепенное значение.

2.1Исследование протокола МИПИ

протокол МИПИ  регулируют правила обмена данными. - Что? протокол включает:

• Мипи ЦСИ-2 (серийный интерфейс микрокамеры) : Широко используемый соединитель mipi для подключения камер, поддерживающих датчики изображения высокого разрешения и видеоприложения. Он обеспечивает низкое потребление энергии и эффективную передачу данных.
• Мипи дси-2 (серийный интерфейс мипи-дисплея) :Разработанный для интерфейсов дисплеев, он поддерживает экраны высокой четкости и улучшает визуальный опыт с низкой задержкой и высокой пропускной способностью.

Протокол mipi обеспечивает совместимость и оперативную совместимость между различными компонентами, обеспечивая бесперебойную связь и функциональность.

2.2Стандарты MIPS

Ключевые стандарты MIPI включают:

• Мипи ЦСИ-2: Определяет интерфейс для камер, поддерживающий разрешение до 8K.
• Мипи дси-2: Определяет интерфейс для дисплеев, обеспечивающий высокую частоту обновления и низкое потребление энергии.
• Мипи i3c: Интерфейс датчика нового поколения, предлагающий более высокую производительность и энергоэффективность по сравнению с I2C.
• Мипи унипро: Многофункциональный стандарт для взаимосвязи различных подсистем в устройстве.

Соблюдение этих стандартов обеспечивает эффективную связь устройств, что приводит к лучшей производительности и пользовательскому опыту.

2.3Архитектура mipi

Архитектура систем mipi разработана для поддержки эффективной передачи данных. Ключевые компоненты включают:

• Контроллеры: Управлять потоком данных между компонентами.
• Физические слои (фи): Обеспечить надежную передачу сигнала.
• Слои протокола: Управлять правилами обмена данными.

Эта многоуровневая архитектура позволяет высокопроизводительную и надежную связь между различными частями устройства.

3.Как работает камера МИПИ?

Сегодня, в основном все смартфоны оснащены камерами. Даже самые дешевые модели смартфонов оснащены встроенными камерами. В этот цифровой век социальных сетей мобильные камеры являются обязательным для всех пользователей мобильных устройств.

Камеры-сенсоры, поддерживающие интерфейс MIPI, известны как MIPI-камеры. Эти камеры обычно встречаются в смартфонах, планшетах, ноутбуках и других портативных устройствах.

Встроенная система зрения для мобильных устройств обычно состоит из следующих компонентов:

• Датчик изображения: Этот компонент включает в себя захват изображений и их оцифровку.
• Интерфейс mipi: Этот интерфейс по существу действует как мост между датчиком камеры и хост-процессором. MIPI - это интерфейс, который определяет физический и протокольный слои, которые должны использоваться для передачи цифровых изображений.
• Линза: Извне внутрь: через линзу внешний свет обрабатывается фильтром и, затем, фокусируется на поверхности датчика, чтобы генерировать электрический сигнал от света, проходящего через линзу; сигнал затем оцифровывается внутренним a/d.

Поэтому камера MIPI работает следующим образом: с помощью датчика изображения записывается изображение, затем изображение преобразуется в цифровую область, и, наконец, сигнал отправляется в процессор через интерфейс MIPI.

4.Эволюционная история мипи

4.1Мипи ЦСИ-1

Mipi csi-1 была первой версией архитектуры интерфейса mipi, которая определила протоколы для подключения между встроенной камерой и хост-процессором.

Серийный интерфейс камеры 1 (csi-1)mipi - это протокол связи, который использовался для передачи сигналов датчиков камеры на встроенную платформу обработки в портативном мобильном вычислительном устройстве. Этот протокол основывался на спецификациях физического и протокольного сло

Физический слой и протокольный слой спецификации mipi csi-1 определяли электрические и сигнальные характеристики физического слоя и протокольную и пакетовую структуру протокольного слоя соответственно. Он также использовался для передачи данных изображения, данных управления и другой информации между камерой и хост-про

Мипи - протокол CSI-1, который был устаревшим протоколом и был отменен его передовыми преемниками, такими как CSI-2 и CSI-3.

4.2Мипи ЦСИ-2

мипи ЦСИ-2 является интерфейсом второго поколения MIPI CSI, также известным как Camera Serial Interface. Похож на протокол CSI-1, мипи ЦСИ-2 также разработан на основе рамочной системы MIPI Alliance и включает физический и протокольный уровни для передачи данных изображений в мобильных системах встроенного зрения.

В настоящее время мипи ЦСИ 2 интерфейс считается основным решением для подключения камеры-процессора в смартфонах и планшетах. Как уже было сказано ранее, MIPI CSI-2 широко поддерживается датчиками камеры и встроенным процессором. Протокол CSI-2 обеспечивает лучшие функциональные и дополнительные характеристики по сравнению с оригинальным протоколом CSI-1. мипи ЦСИ 2 является еще одним стандартом интерфейса, который был разработан с целью обеспечения высоких скоростей передачи по более распространенной серийной связи и использует дифференциальную сигнализацию аналогичным образом, как мипи с с 1при этом скорость передачи данных до 3. 5 Гбит/с.

Первая версия MIPI csi2 был выпущен в 2005 году и состоял из следующих уровней протокола:

• Физический слой
• Слой слияния полос
• Уровень протокола низкого уровня
• Уровень преобразования пикселя в байт
• Слой применения

в 2017 году была выпущена вторая версия Mipi CSI-2. Эта версия включала глубины цвета raw-16 и raw-20, 32 виртуальных канала и IRTE (снижение задержки и эффективность транспорта). csi2 протокол, выпущенный в 2019 году, включает глубину цвета RAW-24 в CSI-2.

Основная часть состоит из стандарта mipi csi-2, а csi-2e и csi-2e считаются расширениями mipi csi-2. Эти расширения полезны для обеспечения дополнительной поддержки более высоких скоростей передачи данных, более длинных кабелей, улучшенного контроля ошибок и т. д.

Поскольку MIPI CSI-2 широко используется и имеет высокопроизводительную область, MIPI CSI-2 применяется к автономным транспортным средствам, беспилотным летательным аппаратам, умным городам, биомедицинским изображениям и робототехнике.

5.Преимущества использования интерфейса mipi в качестве интерфейса соединителя для камер

USB-камера и Mipi-камера - это два типа датчиков камеры, которые в настоящее время широко используются в мобильных устройствах и встроенных системах зрения

Есть несколько причин использовать микрокамеры для мобильных устройств и систем встроенного зрения вместо USB-камер:

• Экосистемы: MIPI Alliance имеет очень активное сообщество датчиков изображения, линз и других компонентов, которые совместимы и лучше всего подходят для MIPI камеры для легкой разработки систем на основе MIPI камер.
• Размер и форм-фактор: Мипи-камеры физически меньше и тоньше, чем USB-камеры, что лучше для интеграции в маленькие, тонкие устройства.
• Гибкость: гибкость:  мипи камера совместимы со многими типами процессоров и датчиков изображения, в отличие от USB-камер.
• Скорость передачи данных: Этот мипи камера может передавать данные изображения с гораздо более высокой скоростью передачи данных, чем USB-камеры, и поэтому будет полезен для приложений с высоким разрешением и высокой частотой кадров.
• Потребление энергии:  камера CSI они очень энергоэффективны, поэтому могут использоваться в ручных устройствах или устройствах, работающих на батареях.

6.Будущие тенденции в технологии MIPI

Будущее mIPI технология обещает, и тенденции включают:

• Интеграция: Улучшение возможностей устройств с помощью искусственного интеллекта для улучшения функциональности.
• Интерфейсы с большей пропускной способностью: Поддержка видео 8K и выше.
• Повышение энергоэффективности: Снижение расхода энергии для увеличения срока службы батареи.

Эти достижения будут продолжать стимулировать инновации в электронике.

A в целом ,Технология Mipi произвела революцию в подключении электронных устройств, обеспечивая эффективную высокоскоростную передачу данных при сохранении энергоэффективности. Понимание интерфейсов, протоколов и стандартов Mipi имеет решающее значение для всех, кто участвует в развитии современной электроники. По мере развития технологии

Часто задаваемые вопросы:

В чем разница между мипи-ци-фи и ди-фи?

Mipi c-phy использует трехфазную схему кодирования для передачи данных, предлагая большую пропускную способность с меньшим количеством пин. mipi d-phy использует дифференциальную сигнализацию, которая проще, но может потребовать больше пин для более высокой скорости передачи данных.

Как внедрить интерфейсы Mipi в новые проекты?

Внедрение интерфейсов MIPI предполагает выбор соответствующих спецификаций MIPI, интеграцию совместимых компонентов и обеспечение соответствия стандартам MIPI для обеспечения оптимальной производительности и оперативной совместимости.