Shenzhen Sinoseen Technology Co.,Ltd.
Alle kategorier
banner

Blogs

Hjem >  Blogs

Forståelse af MIPI-grænseflade, protokol og standarder: En omfattende vejledning

maj 29, 2024

Det har vist sig, at mange fremskridt i udviklingen af mobile og elektroniske enheder i høj grad er blevet lettet af udviklingen i tilslutningsstandarder. Af disse kan MIPI-teknologi (Mobile Industry Processor Interface) noteres som dets bidrag til ydeevnen og effektiviteten af datakommunikation mellem komponenterne. Denne særlige artikel har til hensigt at give et indgående kendskab til MIPI-grænsefladen, protokollen og standarderne og deres væsentlige rolle i den nuværende æra af elektronik.

 

1.Hvad er MIPI?

MIPI, eller Mobile Industrial Processor Interface, er et sæt standardiserede grænseflader udviklet af MIPI Alliance til tilslutning af perifert udstyr og sensorer til indlejrede processorer inden for mobile enheder. Interfacet er designet til at være lavt strømforbrug, højhastighedstog og fleksibelt, hvilket gør det ideelt til brug i mobile enheder såsom smartphones og tablets. Det er designet til at lette højhastighedsdataoverførsel mellem mobile enheder og elektroniske enhedskomponenter. MIPI Alliance blev dannet i 2003 af branchens ledere for at udvikle og fremme åbne standarder for grænseflader i mobile og mobilberørte industrier.

 

2.Forståelse af MIPI-grænseflade

MIPI Interface

En grænseflade i elektronik er en fælles grænse, over hvilken information sendes. Der er mange forskellige typer MIPI-grænseflader, herunder MIPI-CSI2, MIPI D-PHY, MIPI C-PHY, MIPI M-PHY og MIPI I3C. Hver grænseflade har et specifikt formål og forskellige egenskaber med hensyn til datahastighed, strømforbrug og fysisk lagimplementering.

  • MIPI CSI (kamera seriel grænseflade): Bruges til at forbinde kamerasensorer til processorer, hvilket muliggør højhastighedstransmission af billeddata.
  • MIPI DSI (skærm seriel grænseflade): Forbinder skærme til processorer, hvilket sikrer effektiv kommunikation og visuelt output i høj kvalitet.
  • MIPI C-PHY og D-PHY: Fysiske laggrænseflader til højhastighedsdataoverførsel. C-PHY bruger en trefaset kodning, mens D-PHY anvender en differentiel signaleringsmetode.

Disse grænseflader er kritiske i smartphones, tablets og andre bærbare enheder, hvor plads og strømeffektivitet er altafgørende.

 

2.1Udforskning af MIPI-protokollen

MIPI-protokol regulere reglerne for dataudveksling. Denmipi-Protokollen indeholder:

  • MIPI CSI-2(MIPI-kameraets serielle grænseflade):En meget brugtMIPI-stik til kameratilslutning, der understøtter billedsensorer og videoapplikationer med høj opløsning. Det sikrer lavt strømforbrug og effektiv dataoverførsel.
  • MIPI DSI-2(MIPI-skærm seriel grænseflade): Den er designet til skærmgrænseflader og understøtter HD-skærme og forbedrer den visuelle oplevelse med lav ventetid og høj båndbredde.

MIPI-protokollen sikrer kompatibilitet og interoperabilitet mellem forskellige komponenter, hvilket muliggør problemfri kommunikation og funktionalitet.

 

2.2MIPI-standarder

Standarder er afgørende for at sikre konsistens og pålidelighed. De vigtigste MIPI-standarder omfatter:

  • MIPI CSI-2: Definerer grænsefladen til kameraer, der understøtter op til 8K-opløsning.
  • MIPI DSI-2: Specificerer grænsefladen til skærme, hvilket sikrer høje opdateringshastigheder og lavt strømforbrug.
  • MIPI I3C: En næste generations sensorgrænseflade, der tilbyder højere ydeevne og strømeffektivitet sammenlignet med I2C.
  • MIPI UniPro: En alsidig standard til sammenkobling af forskellige delsystemer i en enhed.

Overholdelse af disse standarder sikrer, at enheder kan kommunikere effektivt, hvilket fører til bedre ydeevne og brugeroplevelse.

 

2.3MIPI-arkitektur

MIPI-systemernes arkitektur er designet til at understøtte effektiv dataoverførsel. De vigtigste komponenter omfatter:

  • Controllere:Administrer dataflow mellem komponenter.
  • Fysiske lag (PHY): Sørg for pålidelig signaloverførsel.
  • Protokollag: Styr reglerne for dataudveksling.

Denne lagdelte arkitektur muliggør høj ydeevne og robust kommunikation mellem forskellige dele af en enhed.

 

3.Hvordan fungerer mipi-kameraet?

I dag er stort set alle smartphone-enheder udstyret med kameraer. Selv de billigste smartphone-modeller er udstyret med indlejrede kameraer. I denne digitale tidsalder med sociale medier er mobilkameraer et must-have for alle typer mobilbrugere.mipi camera

 

Kamerasensorer, der understøtter MIPI-interface, er kendt som MIPI-kameraer. Disse kameraer findes almindeligvis i smartphones, tablets, bærbare computere og andre bærbare enheder.

 

Et integreret visionsystem til mobile enheder består normalt af følgende komponenter:

  • Billedsensor:Denne komponent involverer optagelse af billeder, og hvordan det digitaliseres.
  • MIPI-grænseflade: Denne grænseflade fungerer i det væsentlige som broen mellem kamerasensoren og værtsprocessoren. MIPI er en grænseflade, der specificerer de fysiske lag og protokollag, der skal bruges til overførsel af digitale billeder.
  • Linse:Fra ydersiden til indersiden: gennem linsen behandles det eksterne lys derefter af IR-filteret og fokuseres derefter på sensoroverfladen for at generere et elektrisk signal fra lyset, der passerer gennem linsen; signalet digitaliseres derefter af den interne A / D.

Derfor fungerer mipi-kameraet som følger – et billede optages ved hjælp af billedsensoren, billedet omdannes derefter til det digitale domæne, og endelig sendes signalet til processoren via MIPI-grænsefladen. Processoren konverterer senere det digitale billede af objektet og viser det på skærmen.

 

4.Evolutionær historie af mipi

4.1MIPI CSI-1

MIPI CSI-1 var den første version af MIPI-grænsefladearkitekturen, som har specificeret protokollerne for forbindelse mellem det integrerede kamera og værtsprocessoren.

 

Camera Serial Interface 1 (CSI-1)MIPI var en kommunikationsprotokol, der blev brugt til at transmittere kamerasensorsignaler til en integreret behandlingsplatform i en håndholdt mobil computerenhed. Denne protokol var baseret på de fysiske og protokollagsspecifikationer for kameragrænseflader leveret af MIPI Alliance til design af sammenkoblinger mellem kamerasensor og indlejret processor til overførsel af billeder fra kamerasensoren til den integrerede processor.

 

Det fysiske lag og protokollaget i MIPI CSI-1-specifikationen bestemte henholdsvis det fysiske lags elektriske og signalmæssige egenskaber og protokol- og pakkestrukturen for protokollaget. Det blev også brugt til at overføre billeddata, kontroldata og anden information mellem kameraet og værtsprocessoren. MIPI CSI-1 anvendte en differentiel signaleringsmetode og var i stand til at levere dataoverførselshastigheder på op til 1 Gbps.

 

MIPI CSI-1-protokollen er en ældre protokol og udfases af dens avancerede efterfølgere som CSI-2 og CSI-3. Selvom det næsten er forældet, ses CSI-1-grænsefladen stadig i nogle ældre systemer.

4.2MIPI CSI-2

MIPI CSI-2 er anden generation af MIPI CSI-grænseflader, også kendt som Camera Serial Interface. Svarende til CSI-1-protokollen,MIPI CSI-2 er også udviklet på grundlag af MIPI Alliance framework og omfatter de fysiske lag og protokollagene til billeddatatransport i mobile indlejrede visionsystemer.

 

I øjeblikket erMIPI CSI 2 Interface anses for at være den almindelige løsning til kamera-processorforbindelse i smartphones og tablets. Som tidligere nævnt understøttes MIPI CSI-2 bredt af kamerasensorer og indlejret processor. CSI-2-protokollen giver bedre funktionelle og yderligere egenskaber sammenlignet med den originale CSI-1-protokol.MIPI CSI 2 er en anden grænsefladestandard, der er udviklet med det formål at give høje overførselshastigheder over det mere almindelige serielle link og bruger differentiel signalering på en måde, der lignerMIPI CSI1 mens du tilbyder datahastigheder op til 3 . 5 Gbps.

 

Den første version af MIPICSI2 blev udgivet i 2005 og bestod af følgende protokollag:

 

  • Fysisk lag
  • Lane fusion lag
  • Protokollag på lavt niveau
  • Pixel-til-byte konverteringslag
  • Påføringslag

 

I 2017 blev den anden version af MIPI CSI-2 udgivet. Denne version indeholdt RAW-16 og RAW-20 farvedybder, 32 virtuelle kanaler og LRTE (lav latensreduktion og transporteffektivitet). En tredje version afCSI2 protokol udgivet i 2019 inkluderer RAW-24 farvedybde i CSI-2.

 

Hoveddelen består af MIPI CSI-2-standarden, og CSI-2E og CSI-2E betragtes som udvidelser af MIPI CSI-2. Disse udvidelser er nyttige til at yde yderligere support til højere datahastigheder, længere kabler, forbedret fejlkontrol osv.

CSI-2 camera standard

 

Da MIPI CSI-2 er almindeligt anvendt og har et højtydende område, gælder MIPI CSI-2 for autonome køretøjer, drone, smarte forbundne byer, biomedicinsk billeddannelse og robotik.

 

5.Fordele ved at bruge mipi-grænsefladen som stikgrænseflade til kameraer

USB-kameraet og mipi-kameraet er to typer kamerasensorer, der i øjeblikket er meget udbredt i mobile enheder og indlejrede visionsystemer

Der er flere grunde til at bruge mipi-kameraer til mobile enheder og indlejrede visionsystemer i stedet for usb-kameraer:

  • Økosystem: MIPI Alliance har et meget levende samfund af billedsensorer, linse blandt andre komponenter, der er kompatible og bedst egnet til MIPI-kamera til nem udvikling af systemer baseret på MIPI-kameraer.
  • Størrelse og formfaktor:MIPI-kameraer er fysisk mindre og slankere end USB-kameraer, hvilket er bedre til integration i små, slanke enheder.
  • Fleksibilitet: Fleksibilitet: MIPI kamera er kompatible med mange typer processorer og billedsensorer, i modsætning til USB-kameraer.
  • Datahastighed: DenMIPI kamera kan streame billeddataene med meget højere datahastigheder end USB-kameraerne og ville derfor være nyttige til applikationer med høj opløsning og høj billedhastighed.
  • Strømforbrug: CSI kamera er meget energieffektive, derfor kan de bruges i håndholdte enheder eller enheder, der fungerer på batterier.

 

 

6.Fremtidige tendenser inden for MIPI-teknologi

Fremtiden forMIPI Teknologien er lovende med tendenser, herunder:

  • AI-integration: Forbedring af enhedens funktioner med kunstig intelligens for forbedret funktionalitet.
  • Grænseflader med højere båndbredde: Understøtter 8K-video og mere.
  • Større energieffektivitet: Reducerer strømforbruget for længere batterilevetid.

Disse fremskridt vil fortsætte med at drive innovation i elektronikindustrien.

 

Enll i alt,MIPI-teknologi har revolutioneret tilslutningsmulighederne inden for elektroniske enheder og giver effektiv dataoverførsel med høj hastighed, samtidig med at strømeffektiviteten opretholdes. Forståelse af MIPI-grænseflader, protokoller og standarder er afgørende for alle, der er involveret i udviklingen af moderne elektronik. Efterhånden som teknologien udvikler sig, vil MIPI forblive på forkant og skabe nye muligheder og forbedringer i enhedens ydeevne.

 

Ofte stillede spørgsmål:

Hvad er forskellen mellem MIPI C-PHY og D-PHY?

MIPI C-PHY bruger et trefaset kodningsskema til at transmittere data, hvilket giver højere båndbredde med færre ben. MIPI D-PHY bruger differentiel signalering, hvilket er enklere, men kan kræve flere ben for højere datahastigheder.

 

Hvordan implementeres MIPI-grænseflader i nye designs?

Implementering af MIPI-grænseflader indebærer valg af passende MIPI-specifikationer, integration af kompatible komponenter og sikring af overholdelse af MIPI-standarder for optimal ydeevne og interoperabilitet.

Relateret søgning

Kontakt os