MIPI интерфэйс, протокол, стандартуудыг ойлгох нь: Цогц удирдамж

Хөдөлгөөнт болон электрон хэрэгслийн хөгжилд маш их ахиц гарсан нь холболтын стандартын хөгжил ихээхэн хөнгөвчлөгдсөн нь нотлогдсон. Эдгээрээс MIPI(Mobile Industry Processor Interface) технологи нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох мэдээллийн харилцааны гүйцэтгэл, үр ашигтай байдлыг бий болгох түүний хувь нэмэр гэж үзэж болно. Энэхүү өгүүлэл нь MIPI интерфейс, протокол, стандартууд болон тэдгээрийн электроникийн өнөөгийн эрин үед гүйцэтгэх чухал үүргийн талаар гүнзгий мэдлэг олгохыг зорьж байна.

1.MIPI гэж юу вэ?

MIPI буюу Mobile Industrial Processor Interface нь зөөврийн төхөөрөмжүүдийн дотор суулгасан процессоруудтай зах, мэдрэгчийг холбох зорилгоор MIPI Alliance-аас боловсруулсан стандартын интерфэйсүүдийн багц юм. Интерфейс нь бага хүчин чадалтай, өндөр хурдтай, уян хатан байхаар бүтээгдсэн бөгөөд ухаалаг гар утас, таблет зэрэг хөдөлгөөнт төхөөрөмжүүдэд ашиглахад тохиромжтой. Энэ нь хөдөлгөөнт төхөөрөмж болон электрон төхөөрөмжийн эд ангиудын хооронд өндөр хурдны өгөгдөл дамжуулахад хялбар болгох зорилготой. MIPI Альянс нь 2003 онд аж үйлдвэрийн удирдагчид хөдөлгөөнт болон хөдөлгөөнт нөлөөлөлд өртсөн салбарт интерфэйсийн нээлттэй стандартыг боловсруулах, сурталчлах зорилгоор байгуулагдсан.

2.MIPI интерфэйсийг ойлгох нь

Электроникийн интерфэйс гэдэг нь мэдээллийг дамжуулах нийтлэг хил хязгаар юм. MIPI-CSI2, MIPI D-PHY, MIPI C-PHY, MIPI M-PHY, MIPI I3C гэх мэт олон төрлийн MIPI интерфэйсүүд байдаг. Интерфейс бүр нь өгөгдлийн хурд, эрчим хүчний хэрэглээ, физик давхаргын хэрэгжүүлэлгийн хувьд тодорхой зорилго, өөр өөр шинж чанартай байдаг.

• MIPI CSI (Камерийн серийн интерфэйс): Камерын мэдрэгчийг процессортой холбоход ашигладаг. Энэ нь зургийн өгөгдлийг өндөр хурдаар дамжуулах боломжийг олгодог.
• MIPI DSI (Сериал интерфэйсийг үзүүлэх): Үзүүлэлтүүдийг процессоруудтай холбож, үр ашигтай харилцаа холбоо, өндөр чанартай харагдах гарцыг баталгаажуулдаг.
• MIPI C-PHY ба D-PHY: Өндөр хурдны өгөгдөл дамжуулах физик давхаргын интерфэйс. C-PHY нь 3 ф шатын кодчилолд ашигладаг бол D-PHY нь дифференциал дохиоллын аргыг ашигладаг.

Эдгээр интерфэйсүүд нь ухаалаг гар утас, таблет болон бусад авсаархан төхөөрөмжүүдэд чухал ач холбогдолтой байдаг бөгөөд тэнд орон зай, эрчим хүчний үр ашиг хамгийн чухал байдаг.

2.1MIPI протоколыг судлах нь

mipi протокол мэдээлэл солилцох дүрмийг удирдах. Тэдmipi-протоколд:

• MIPI CSI-2(mipi камерын серийн интерфэйс):Өргөн хэрэглэгддэгmipi холбогч камерын холболтын хувьд өндөр нягтралтай дүрс мэдрэгч болон видео програмыг дэмжих. Энэ нь бага эрчим хүчний хэрэглээ, үр ашигтай өгөгдөл шилжүүлэхийг баталгаажуулдаг.
• MIPI DSI-2(mipi харуулах серийн интерфэйс): Энэ нь үзүүлэлтийн интерфэйсүүдэд зориулагдсан бөгөөд өндөр нарийвчлалтай дэлгэцүүдийг дэмжиж, бага latency болон өндөр bandwidth-тэй харааны туршлагыг сайжруулдаг.

MIPI протокол нь өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын нийцэл, харилцан ажиллах чадварыг баталгаажуулдаг бөгөөд энэ нь тасралтгүй харилцаа холбоо, үйл ажиллагааг зөвшөөрдөг.

2.2MIPI стандартууд

Стандартууд нь тогтвортой, найдвартай байдлыг хангахад чухал ач холбогдолтой. MIPI-ийн гол стандартууд:

• MIPI CSI-2: Камерын интерфэйсийг тодорхойлж, 8K хүртэл нягтралыг дэмждэг.
• MIPI DSI-2: Үзүүлэлтүүдийн интерфейсийг тодорхойллоо. Өндөр сэргээгдэх хурд, бага эрчим хүчний хэрэглээг хангах.
• MIPI I3C: Дараагийн үеийн мэдрэгч интерфэйс, I2C-тэй харьцуулахад илүү өндөр гүйцэтгэл, эрчим хүчний үр ашгийг санал болгодог.
• MIPI UniPro: Тоног төхөөрөмжийн дотор янз бүрийн дэд бүтцийг хооронд нь холбох олон төрлийн стандарт.

Эдгээр стандартуудыг баримтлах нь төхөөрөмжүүд үр дүнтэй харилцаж, илүү сайн гүйцэтгэл, хэрэглэгчийн туршлагад хүргэхэд тусалдаг.

2.3MIPI Архитектур

MIPI системүүдийн архитектур нь үр ашигтай өгөгдөл шилжүүлэхэд дэмжлэг үзүүлэх зорилготой. Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд:

• Хянагчид:Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох өгөгдлийн урсгалыг удирдах.
• Физик давхарга (PHY): Дохио дамжуулах найдвартай ажиллагааг хангах.
• Протоколын давхаргынууд: Мэдээлэл солилцох дүрмийг удирдах.

Энэ давхар архитектур нь төхөөрөмжийн өөр өөр хэсгүүдийн хооронд өндөр гүйцэтгэл, бат бөх харилцаа холбоо тогтоох боломжийг олгодог.

3.Mipi камер хэрхэн ажилладаг вэ?

Өнөөдөр үндсэндээ ухаалаг гар утасны бүх төхөөрөмж камераар тоноглогдсон байна. Хамгийн хямд ухаалаг гар утасны загварууд хүртэл угсарсан камераар тоноглогдсон байдаг. Олон нийтийн мэдээллийн хэрэгслийн энэ цахим эрин үед хөдөлгөөнт камер нь бүх төрлийн хөдөлгөөнт хэрэглэгчдэд зайлшгүй байх ёстой зүйл юм.

MIPI интерфэйсийг дэмждэг камер мэдрэгчийг MIPI камер гэж нэрлэдэг. Эдгээр камерууд нь ихэвчлэн ухаалаг гар утас, таблет, зөөврийн компьютер болон бусад авсаархан төхөөрөмжүүдэд байдаг.

Хөдөлгөөнт төхөөрөмжүүдэд зориулсан суулгасан харааны систем нь ихэвчлэн дараах бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэнэ. Үүнд:

• Зургийн мэдрэгч:Энэ комплёт нь зураг авах, түүнийг хэрхэн дижитал болгохыг хэлнэ.
• MIPI интерфэйс: Энэ интерфэйс нь үндсэндээ камер мэдрэгч болон хост процессорын хоорондох гүүр болж ажилладаг. MIPI нь дижитал дүрсийг шилжүүлэхэд ашиглах физик болон протоколын давхаргыг заасан интерфэйс юм.
• Линз:Гаднаас дотогшоо: Линзээр дамжуулан гадаад гэрлийг дараа нь IR Filter-ээр боловсруулаад дараа нь Sensor гадаргуу дээр төвлөрүүлснээр Линзээр дамжин өнгөрөх гэрлээс цахилгаан дохио үүснэ; дохиог дараа нь дотоод А/Д-ээр дижиталчилна.

Тиймээс, mipi камер нь дараах байдлаар ажилладаг – зургийг зургийн мэдрэгчийн тусламжтайгаар бичиж, дараа нь дүрсийг дижитал домэйнд хувиргаж, эцэст нь, дохиог MIPI интерфэйсээр дамжуулан процессор руу илгээдэг. Процессор нь дараа нь тухайн объектын дижитал дүрсийг хөрвүүлж дэлгэцэн дээр харуулдаг.

4.Mipi-ийн удамшил хувьслын түүх

4.1MIPI CSI-1

MIPI CSI-1 нь суулгасан камер болон хост процессорын хоорондын холболтын протоколуудыг заасан MIPI интерфейсийн архитектурын анхны хувилбар юм.

Камерын Serial Interface 1 (CSI-1)MIPI нь гар утасны тооцооллын төхөөрөмжид суулгасан боловсруулалтын платформд камер мэдрэгчийн дохио дамжуулахад зориулагдсан харилцаа холбооны протокол байсан юм. Энэхүү протокол нь камерын мэдрэгчээс дүрсийг суулгасан процессор руу шилжүүлэхэд зориулсан камер мэдрэгч болон суулгасан процессорын хоорондын уялдаа холбоог зохион бүтээхэд зориулж MIPI Alliance-аас олгосон камерын интерфейсийн физик болон протоколын давхар тодорхойлолтууд дээр тулгуурласан юм.

MIPI CSI-1 тодорхойлогдлын физик давхаргын болон протоколын давхарга нь физик давхаргын цахилгаан болон дохиоллын шинж чанар болон протоколын давхаргын протокол, пакетын бүтцийг тус тус тодорхойлсон. Мөн зургийн өгөгдөл, хяналтын өгөгдөл болон бусад мэдээллийг камер болон хост процессорын хооронд шилжүүлэхэд ашигласан. MIPI CSI-1 нь дифференциал дохиоллын аргыг ашигласан бөгөөд 1 Gbps хүртэлх өгөгдөл дамжуулах хэмжээг хангах чадвартай байсан.

MIPI CSI-1 протокол нь өв залгамжлалын протокол бөгөөд CSI-2 болон CSI-3 гэх мэт өндөр хөгжилтэй залгамжлагчид нь түүнийг үл тоомсорлодог. Бараг хуучирсан хэдий ч CSI-1 интерфэйс нь зарим өвийн системд харагдсаар байна.

4.2MIPI CSI-2

mipi csi-2 камерын серийн интерфэйс гэж бас нэрлэгддэг MIPI CSI интерфэйсийн хоёр дахь үеийнх юм. CSI-1 протоколтой ижил төстэй,mipi csi-2 мөн MIPI Alliance framework-ийн үндсэн дээр боловсруулагдсан бөгөөд хөдөлгөөнт суулгасан харааны систем дэх дүрсийн мэдээллийн тээврийн физик болон протоколын давхаргуудыг хамардаг.

Яг тэр мөчидmipi csi 2 интерфэйс нь ухаалаг гар утас, таблетад камер-процессорын холболтын гол шийдэл гэж үздэг. Дээр дурдсанчлан MIPI CSI-2 нь камер мэдрэгч, суулгасан процессороор өргөнөөр дэмжигдсэн байдаг. CSI-2 протокол нь анхны CSI-1 протоколтой харьцуулахад илүү сайн ажиллагаатай, нэмэлт шинж чанарыг өгдөг.mipi csi 2 нь илүү нийтлэг сериал холбоос дээр өндөр шилжүүлгийн хэмжээг хангах зорилгоор боловсруулсан, дифференциал дохиоллыг ижил төстэй байдлаар ашиглах зорилгоор боловсруулсан өөр нэг интерфейсийн стандарт юмmipi csi1 3 хүртэлх . хүртэлх мэдээллийн хэмжээг санал болгож байхад . 5 Gbps.

MIPI-ийн эхний хувилбарcsi2 2005 онд гарсан бөгөөд дараах протоколын давхаргуудаас бүрдэнэ. Үүнд:

• Физик давхарга
• Лэйн нийлүүлэх давхарга
• Доод түвшний протоколын давхарга
• Пиксел-аас-бит хөрвүүлэх давхарга
• Хэрэглээний давхарга

2017 оны MIPI CSI-2-ын 2 дахь хувилбар гарсан. Энэ хувилбар нь RAW-16 болон RAW-20 өнгөний гүн, 32 виртуаль суваг, LRTE (бага latency бууруулах, тээвэрлэлтийн үр ашиг). Гурав дахь хувилбарcsi2 2019 онд гарсан протокол нь CSI-2 дахь RAW-24 өнгөний гүнийг багтаана.

Үндсэн хэсэг нь MIPI CSI-2 стандартаас бүрдэх ба CSI-2E болон CSI-2E нь MIPI CSI-2-ийн өргөтгөл гэж тооцогддог. Эдгээр өргөтгөлүүд нь өгөгдлийн өндөр хурд, урт кабель, сайжруулсан алдаа хяналт гэх мэт нэмэлт дэмжлэг үзүүлэх ашигтай.

MIPI CSI-2 нь өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд өндөр үр ашигтай бүстэй тул MIPI CSI-2 нь Автономит тээврийн хэрэгсэл, Дрон, Ухаалаг холбогдсон хотууд, Биомедик зураглал, Роботикт хамаарна.

5.Мипи интерфэйсийг камерын холбогч интерфейс болгон ашиглахын давуу талууд

Usb камер болон mipi камер нь одоогийн байдлаар хөдөлгөөнт төхөөрөмж болон суулгасан харааны системд өргөнөөр ашиглагдаж байгаа 2 төрлийн камерын мэдрэгч юм

Usb камер биш харин зөөврийн төхөөрөмж, суулгасан харааны системд mipi камер ашиглах хэд хэдэн шалтгаан байдаг:

• Экосистем: MIPI Alliance нь MIPI камер дээр суурилсан системүүдийг хялбархан хөгжүүлэхэд MIPI камерт тохирсон, хамгийн тохиромжтой бусад эд ангиудын дунд дүрс мэдрэгч, линз маш эрч хүчтэй хамт олон байдаг.
• Хэмжээ, хэлбэрийн хүчин зүйл:MIPI камер нь жижиг, намхан төхөөрөмжүүдэд нэгдэхэд илүү тохиромжтой USB камеруудаас бие махбодын хувьд жижиг, намхан байдаг.
• Уян хатан байдал: Уян хатан: mipi камер usB камераас ялгаатай нь олон төрлийн процессор, дүрс мэдрэгчтэй нийцдэг.
• Мэдээллийн хурд: Тэдmipi камер зургийн өгөгдлийг USB камераас хамаагүй өндөр дата хэмжээгээр нэвтрүүлж чадна. Тиймээс өндөр нягтралтай, өндөр хүрээний хэрэглээнд ашигтай байх болно.
• Эрчим хүчний хэрэглээ: csi камер маш их эрчим хүчний үр ашигтай байдаг. Тиймээс тэдгээрийг аккумулятор дээр ажилладаг гар барьсан төхөөрөмж эсвэл төхөөрөмжүүдэд ашиглаж болно.

6.МИПИ технологийн ирээдүйн чиг хандлага

Ирээдүйmipi технологи нь найдвартай бөгөөд чиг хандлага нь:

• AI Интеграцчлал: Тоног төхөөрөмжийн хүчин чадлыг сайжруулсан үйл ажиллагааг хиймэл оюун ухаанаар сайжруулах.
• Өндөр Bandwidth Интерфэйс: 8K видео болон түүнээс цааш дэмжих.
• Эрчим хүчний их үр ашиг: Аккумляторын урт наслалтыг эрчим хүчний хэрэглээг бууруулах.

Эдгээр дэвшил нь электроникийн салбарт шинэчлэлийг үргэлжлүүлэн өдөөх болно.

All бүгдэд нь,MIPI технологи нь цахилгаан төхөөрөмжүүдийн доторх холболтыг хувьсгал хийж, эрчим хүчний үр ашигтай байдлыг хадгалахын зэрэгцээ үр ашигтай, өндөр хурдтай өгөгдөл шилжүүлэх боломжийг олгосон. Орчин үеийн электроникийн хөгжилд оролцогч хэн бүхэнд MIPI интерфэйс, протокол, стандартуудыг ойлгох нь маш чухал юм. Технологи хөгжихийн хэрээр MIPI тэргүүн эгнээнд үлдэж, шинэ боломжуудыг жолоодож, төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулна.

Түгээмэл асуулт хариулт:

MIPI C-PHY болон D-PHY хоёрын ялгаа юу вэ?

MIPI C-PHY нь өгөгдлийг дамжуулахын тулд 3 ф шатаар кодлох схемийг ашигладаг бөгөөд илүү өндөр bandwidth-ийг цөөн пинтэй санал болгодог. MIPI D-PHY нь дифференциал дохиоллыг ашигладаг. Энэ нь илүү энгийн боловч илүү өндөр мэдээллийн хэмжээнд илүү их pins шаардаж болох юм.

MIPI интерфэйсийг шинэ загвараар хэрхэн хэрэгжүүлэх вэ?

MIPI интерфэйсийг хэрэгжүүлэх нь MIPI-ийн зохих тодорхойлолтыг сонгох, нийцтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэгтгэх, хамгийн тохиромжтой гүйцэтгэл, харилцан ажиллах боломжийг MIPI стандартад нийцүүлэхийг хэлнэ.