MIPI Arayüzünü, Protokolünü ve Standartlarını Anlamak: Kapsamlı Bir Kılavuz

Mobil ve elektronik cihazların geliştirilmesinde birçok ilerlemenin, bağlantı standartlarındaki gelişme ile büyük ölçüde kolaylaştırıldığı kanıtlanmıştır. Bunlardan MIPI (Mobil Endüstri İşlemci Arayüzü) teknolojisi, bileşenler arasındaki veri iletişiminin performansına ve verimliliğine yaptığı katkı olarak not edilebilir. Bu özel makale, MIPI arayüzü, protokolü ve standartları ve bunların mevcut elektronik çağındaki önemli rolü hakkında derinlemesine bilgi sağlamayı amaçlamaktadır.

1.MIPI nedir?

MIPI veya Mobil Endüstriyel İşlemci Arayüzü, çevre birimlerini ve sensörleri mobil cihazlardaki gömülü işlemcilere bağlamak için MIPI Alliance tarafından geliştirilen bir dizi standartlaştırılmış arayüzdür. Arayüz, düşük güçlü, yüksek hızlı ve esnek olacak şekilde tasarlanmıştır, bu da onu akıllı telefonlar ve tabletler gibi mobil cihazlarda kullanım için ideal hale getirir. Mobil cihazlar ve elektronik cihaz bileşenleri arasında yüksek hızlı veri aktarımını kolaylaştırmak için tasarlanmıştır. MIPI Alliance, 2003 yılında endüstri liderleri tarafından mobil ve mobilden etkilenen endüstrilerde arayüzler için açık standartlar geliştirmek ve teşvik etmek amacıyla kuruldu.

2.MIPI Arayüzünü Anlama

Elektronikte bir arayüz, bilginin geçtiği paylaşılan bir sınırdır. MIPI-CSI2, MIPI D-PHY, MIPI C-PHY, MIPI M-PHY ve MIPI I3C dahil olmak üzere birçok farklı MIPI arabirimi türü vardır. Her arayüzün belirli bir amacı ve veri hızı, güç tüketimi ve fiziksel katman uygulaması açısından farklı özellikleri vardır.

• MIPI CSI (Kamera Seri Arayüzü): Kamera sensörlerini işlemcilere bağlamak için kullanılır ve görüntü verilerinin yüksek hızlı iletimini sağlar.
• MIPI DSI (Ekran Seri Arayüzü): Ekranları işlemcilere bağlayarak verimli iletişim ve yüksek kaliteli görsel çıktı sağlar.
• MIPI C-PHY ve D-PHY: Yüksek hızlı veri aktarımı için fiziksel katman arayüzleri. C-PHY üç fazlı bir kodlama kullanırken, D-PHY bir diferansiyel sinyalleme yöntemi kullanır.

Bu arayüzler, alan ve güç verimliliğinin çok önemli olduğu akıllı telefonlar, tabletler ve diğer taşınabilir cihazlarda kritik öneme sahiptir.

2.1MIPI Protokolünü Keşfetme

MIPI Protokolü Veri alışverişi kurallarını yönetir. bumipi-Protokol şunları içerir:

• MIPI CSI-2(MIPI kamera seri arayüzü):Yaygın olarak kullanılan birMIPI Bağlayıcı Kamera bağlantısı için, yüksek çözünürlüklü görüntü sensörlerini ve video uygulamalarını destekler. Düşük güç tüketimi ve verimli veri aktarımı sağlar.
• MIPI DSI-2(MIPI ekran seri arayüzü): Ekran arayüzleri için tasarlanmış olup, yüksek çözünürlüklü ekranları destekler ve düşük gecikme süresi ve yüksek bant genişliği ile görsel deneyimi geliştirir.

MIPI protokolü, farklı bileşenler arasında uyumluluk ve birlikte çalışabilirlik sağlayarak sorunsuz iletişim ve işlevsellik sağlar.

2.2MIPI Standartları

Standartlar, tutarlılık ve güvenilirliği sağlamak için çok önemlidir. Temel MIPI standartları şunları içerir:

• MIPI CSI-2: 8K çözünürlüğe kadar destekleyen kameralar için arabirimi tanımlar.
• MIPI DSI-2: Ekranlar için arayüzü belirleyerek yüksek yenileme hızları ve düşük güç tüketimi sağlar.
• MIPI I3C: I2C'ye kıyasla daha yüksek performans ve güç verimliliği sunan yeni nesil sensör arayüzü.
• MIPI UniPro: Bir cihaz içindeki çeşitli alt sistemleri birbirine bağlamak için çok yönlü bir standart.

Bu standartlara bağlı kalmak, cihazların etkili bir şekilde iletişim kurabilmesini sağlayarak daha iyi performans ve kullanıcı deneyimi sağlar.

2.3MIPI Mimarisi

MIPI sistemlerinin mimarisi, verimli veri aktarımını desteklemek için tasarlanmıştır. Temel bileşenler şunları içerir:

• Denetleyici:Bileşenler arasındaki veri akışını yönetin.
• Fiziksel Katmanlar (PHY): Güvenilir sinyal iletimi sağlayın.
• Protokol Katmanları: Veri alışverişi kurallarını yönetin.

Bu katmanlı mimari, bir cihazın farklı parçaları arasında yüksek performans ve sağlam iletişim sağlar.

3. Mipi kamera nasıl çalışır?

Bugün, temel olarak tüm akıllı telefon cihazları kameralarla donatılmıştır. En ucuz akıllı telefon modelleri bile gömülü kameralarla donatılmıştır. Sosyal medyanın bu dijital çağında, mobil kameralar her tür mobil kullanıcı için olmazsa olmazlardandır.

MIPI arayüzünü destekleyen kamera sensörleri, MIPI kameralar olarak bilinir. Bu kameralar genellikle akıllı telefonlarda, tabletlerde, dizüstü bilgisayarlarda ve diğer taşınabilir cihazlarda bulunur.

Mobil cihazlar için yerleşik bir görüş sistemi genellikle aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

• Görüntü sensörü:Bu bileşen, görüntülerin yakalanmasını ve nasıl sayısallaştırıldığını içerir.
• MIPI arayüzü: Bu arabirim esasen kamera sensörü ile ana bilgisayar işlemcisi arasında köprü görevi görür. MIPI, dijital görüntülerin aktarımı için kullanılacak fiziksel ve protokol katmanlarını belirten bir arayüzdür.
• Mercek:Dışarıdan içeriye: Lens aracılığıyla dış ışık daha sonra IR Filtresi tarafından işlenir ve daha sonra Lensten geçen ışıktan bir elektrik sinyali üretmek için Sensör yüzeyine odaklanır; sinyal daha sonra dahili A/D tarafından sayısallaştırılır.

Bu nedenle, mipi kamera şu şekilde çalışır – görüntü sensörü yardımıyla bir görüntü kaydedilir, görüntü daha sonra dijital alana dönüştürülür ve son olarak sinyal, MIPI arayüzü aracılığıyla işlemciye gönderilir. İşlemci daha sonra nesnenin dijital görüntüsünü dönüştürür ve ekranda görüntüler.

4.Mipi'nin evrimsel tarihi

4.1MIPI CSI-1

MIPI CSI-1, gömülü kamera ve ana bilgisayar işlemcisi arasındaki bağlantı protokollerini belirleyen MIPI arabirim mimarisinin ilk sürümüydü.

Kamera Seri Arayüzü 1 (CSI-1)MIPI, kamera sensörü sinyallerini elde taşınan bir mobil bilgi işlem cihazındaki gömülü bir işleme platformuna iletmek için kullanılan bir iletişim protokolüydü. Bu protokol, görüntüleri kamera sensöründen gömülü işlemciye aktarmak için kamera sensörü ve gömülü işlemci arasında ara bağlantılar tasarlamak için MIPI Alliance tarafından sağlanan kamera arayüzleri için fiziksel ve protokol katmanı özelliklerine dayanıyordu.

MIPI CSI-1 spesifikasyonunun fiziksel katmanı ve protokol katmanı, sırasıyla fiziksel katmanın elektrik ve sinyalleşme özelliklerini ve protokol katmanının protokol ve paket yapısını belirledi. Ayrıca kamera ve ana bilgisayar işlemcisi arasında görüntü verilerini, kontrol verilerini ve diğer bilgileri aktarmak için de kullanıldı. MIPI CSI-1, diferansiyel bir sinyalizasyon yöntemi kullandı ve 1 Gbps'ye kadar veri aktarım hızları sağlayabildi.

MIPI CSI-1 protokolü eski bir protokoldür ve CSI-2 ve CSI-3 gibi gelişmiş halefleri tarafından kullanımdan kaldırılmıştır. Neredeyse eski olsa da, CSI-1 arayüzü bazı eski sistemlerde hala görülmektedir.

4.2MIPI CSI-2

MIPI CSI-2 Kamera Seri Arayüzü olarak da bilinen ikinci nesil MIPI CSI arayüzleridir. CSI-1 protokolüne benzer şekilde,MIPI CSI-2 ayrıca MIPI Alliance çerçevesi temelinde geliştirilmiştir ve mobil gömülü görüş sistemlerinde görüntü verilerinin taşınması için fiziksel ve protokol katmanlarını kapsar.

Şu anda,MIPI CSI 2 Arayüz, akıllı telefonlarda ve tabletlerde kamera-işlemci bağlantısı için ana çözüm olarak kabul edilir. Daha önce belirtildiği gibi, MIPI CSI-2, kamera sensörleri ve gömülü işlemci tarafından yaygın olarak desteklenmektedir. CSI-2 protokolü, orijinal CSI-1 protokolüne kıyasla daha iyi işlevsel ve ek özellikler sağlar.MIPI CSI 2 daha yaygın olan seri link üzerinden yüksek transfer hızları sağlamak amacıyla geliştirilmiş ve şuna benzer bir şekilde diferansiyel sinyalizasyon kullanan başka bir arayüz standardıdır.mipi csi1 3'e kadar veri hızları sunarken . 5 Gb/sn frekansı.

MIPI'nin ilk versiyonuCSI2 2005 yılında piyasaya sürüldü ve aşağıdaki protokol katmanlarından oluşuyordu:

• Fiziksel katman
• Şerit birleştirme katmanı
• Düşük seviyeli protokol katmanı
• Pikselden bayta dönüştürme katmanı
• Uygulama katmanı

2017, MIPI CSI-2'nin ikinci versiyonunun piyasaya sürüldüğünü gördü. Bu sürümde RAW-16 ve RAW-20 renk derinlikleri, 32 sanal kanal ve LRTE (düşük gecikme azaltma ve taşıma verimliliği) bulunuyordu. Üçüncü bir versiyonuCSI2 2019'da piyasaya sürülen protokol, CSI-2'de RAW-24 renk derinliğini içerir.

Ana kısım MIPI CSI-2 standardından oluşur ve CSI-2E ve CSI-2E, MIPI CSI-2'nin uzantıları olarak kabul edilir. Bu uzantılar, daha yüksek veri hızları, daha uzun kablolar, gelişmiş hata kontrolü vb. için ek destek sağlamak için kullanışlıdır.

MIPI CSI-2 yaygın olarak kullanıldığından ve yüksek performanslı bir alana sahip olduğundan, MIPI CSI-2 Otonom Araçlar, Drone, Akıllı Bağlantılı Şehirler, Biyomedikal Görüntüleme ve Robotik için geçerlidir.

5.Mipi arayüzünü kameralar için konektör arayüzü olarak kullanmanın avantajları

Usb kamera ve mipi kamera, şu anda mobil cihazlarda ve gömülü görüş sistemlerinde yaygın olarak kullanılan iki tür kamera sensörüdür

Mobil cihazlar ve yerleşik görüş sistemleri için usb kameralar yerine mipi kameraları kullanmanın birkaç nedeni vardır:

• Ekosistem: MIPI Alliance, MIPI kameralara dayalı sistemlerin kolay geliştirilmesi için MIPI kamera için uyumlu ve en uygun olan diğer bileşenlerin yanı sıra çok canlı bir görüntü sensörleri topluluğuna, lense sahiptir.
• Boyut ve form faktörü:MIPI kameralar, USB kameralardan fiziksel olarak daha küçük ve daha incedir, bu da küçük, ince cihazlara entegrasyon için daha iyidir.
• Esneklik: Esneklik: MIPI Kamera USB kameraların aksine birçok işlemci türü ve görüntü sensörü ile uyumludur.
• Veri hızı: buMIPI Kamera görüntü verilerini USB kameralardan çok daha yüksek veri hızlarında aktarabilir ve bu nedenle yüksek çözünürlüklü ve yüksek kare hızlı uygulamalar için yararlı olacaktır.
• Güç tüketimi: CSI Kamera enerji açısından çok verimlidirler, bu nedenle elde tutulan cihazlarda veya pille çalışan cihazlarda kullanılabilirler.

6.MIPI Teknolojisinde Gelecek Trendleri

Geleceğimipi Teknoloji, aşağıdakiler de dahil olmak üzere trendlerle umut vericidir:

• AI Entegrasyonu: Gelişmiş işlevsellik için yapay zeka ile cihaz özelliklerini geliştirme.
• Daha Yüksek Bant Genişliği Arayüzleri: 8K video ve daha fazlasını destekler.
• Daha Fazla Enerji Verimliliği: Daha uzun pil ömrü için güç tüketimini azaltır.

Bu gelişmeler, elektronik endüstrisinde yeniliği yönlendirmeye devam edecek.

AToplamda ll,MIPI teknolojisi, güç verimliliğini korurken verimli, yüksek hızlı veri aktarımı sağlayarak elektronik cihazlardaki bağlantıda devrim yarattı. MIPI arayüzlerini, protokollerini ve standartlarını anlamak, modern elektroniğin geliştirilmesinde yer alan herkes için çok önemlidir. Teknoloji geliştikçe, MIPI ön planda olmaya devam edecek ve cihaz performansında yeni olanaklar ve iyileştirmeler sağlayacaktır.

SSS:

MIPI C-PHY ve D-PHY arasındaki fark nedir?

MIPI C-PHY, verileri iletmek için üç fazlı bir kodlama şeması kullanır ve daha az pin ile daha yüksek bant genişliği sunar. MIPI D-PHY, daha basit olan ancak daha yüksek veri hızları için daha fazla pin gerektirebilen diferansiyel sinyalizasyon kullanır.

MIPI arayüzleri yeni tasarımlarda nasıl uygulanır?

MIPI arayüzlerinin uygulanması, uygun MIPI spesifikasyonlarının seçilmesini, uyumlu bileşenlerin entegre edilmesini ve optimum performans ve birlikte çalışabilirlik için MIPI standartlarına uygunluğun sağlanmasını içerir.