Shenzhen Sinoseen Technology Co.,Ltd.
Alle kategorier
banner

Blogger

Hjem >  Blogger

Forstå MIPI-grensesnitt, protokoll og standarder: En omfattende guide

29. mai 2024

Det har vist seg at mye fremgang i utviklingen av mobile og elektroniske enheter har blitt sterkt tilrettelagt av utviklingen i tilkoblingsstandarder. Av disse kan MIPI-teknologi (Mobile Industry Processor Interface) noteres som sitt bidrag til ytelsen og effektiviteten av datakommunikasjon mellom komponentene. Denne spesielle artikkelen har til hensikt å gi en grundig kunnskap om MIPI-grensesnittet, protokollen og standardene og deres betydelige rolle i den nåværende epoken med elektronikk.

 

1.Hva er MIPI?

MIPI, eller Mobile Industrial Processor Interface, er et sett med standardiserte grensesnitt utviklet av MIPI Alliance for tilkobling av eksterne enheter og sensorer til innebygde prosessorer i mobile enheter. Grensesnittet er designet for å være lavt strømforbruk, høyhastighets og fleksibelt, noe som gjør det ideelt for bruk i mobile enheter som smarttelefoner og nettbrett. Den er designet for å lette høyhastighets dataoverføring mellom mobile enheter og elektroniske enhetskomponenter. MIPI-alliansen ble dannet i 2003 av bransjeledere for å utvikle og fremme åpne standarder for grensesnitt i mobile og mobilberørte bransjer.

 

2.Forstå MIPI-grensesnittet

MIPI Interface

Et grensesnitt i elektronikk er en felles grense på tvers av hvilken informasjon som sendes. Det finnes mange forskjellige typer MIPI-grensesnitt, inkludert MIPI-CSI2, MIPI D-PHY, MIPI C-PHY, MIPI M-PHY og MIPI I3C. Hvert grensesnitt har et spesifikt formål og forskjellige egenskaper når det gjelder datahastighet, strømforbruk og implementering av fysisk lag.

  • MIPI CSI (kamera serielt grensesnitt): Brukes til å koble kamerasensorer til prosessorer, noe som muliggjør høyhastighetsoverføring av bildedata.
  • MIPI DSI (Display Serial Interface): Kobler skjermer til prosessorer, noe som sikrer effektiv kommunikasjon og visuell kvalitet av høy kvalitet.
  • MIPI C-PHY og D-PHY: Fysiske laggrensesnitt for høyhastighets dataoverføring. C-PHY bruker en trefasekoding, mens D-PHY bruker en differensialsignaleringsmetode.

Disse grensesnittene er kritiske i smarttelefoner, nettbrett og andre bærbare enheter, der plass og energieffektivitet er avgjørende.

 

2.1Utforske MIPI-protokollen

MIPI-protokollen regulerer reglene for datautveksling. DenMipi-Protokollen inkluderer:

  • MIPI CSI-2(Mipi kamera serielt grensesnitt):Mye bruktMIPI-kontakt for kameratilkobling, som støtter bildesensorer og videoapplikasjoner med høy oppløsning. Det sikrer lavt strømforbruk og effektiv dataoverføring.
  • MIPI DSI-2(Mipi-skjerm serielt grensesnitt): Designet for skjermgrensesnitt, støtter den HD-skjermer og forbedrer den visuelle opplevelsen med lav ventetid og høy båndbredde.

MIPI-protokollen sikrer kompatibilitet og interoperabilitet mellom ulike komponenter, noe som muliggjør sømløs kommunikasjon og funksjonalitet.

 

2.2MIPI-standarder

Standarder er avgjørende for å sikre konsistens og pålitelighet. Viktige MIPI-standarder inkluderer:

  • MIPI CSI-2: Definerer grensesnittet for kameraer, som støtter opptil 8K-oppløsning.
  • MIPI DSI-2: Angir grensesnittet for skjermer, noe som sikrer høy oppdateringsfrekvens og lavt strømforbruk.
  • MIPI I3C: Neste generasjons sensorgrensesnitt som gir høyere ytelse og energieffektivitet sammenlignet med I2C.
  • MIPI UniPro: En allsidig standard for sammenkobling av ulike delsystemer i en enhet.

Overholdelse av disse standardene sikrer at enheter kan kommunisere effektivt, noe som fører til bedre ytelse og brukeropplevelse.

 

2.3MIPI-arkitektur

Arkitekturen til MIPI-systemer er designet for å støtte effektiv dataoverføring. Nøkkelkomponenter inkluderer:

  • Kontrollere:Administrer dataflyt mellom komponenter.
  • Fysiske lag (PHY): Sørg for pålitelig signaloverføring.
  • Protokolllag: Styre reglene for datautveksling.

Denne lagdelte arkitekturen muliggjør høy ytelse og robust kommunikasjon mellom ulike deler av en enhet.

 

3.Hvordan fungerer mipi-kameraet?

I dag er i utgangspunktet alle smarttelefonenheter utstyrt med kameraer. Selv de billigste smarttelefonmodellene er utstyrt med innebygde kameraer. I denne digitale tidsalderen av sosiale medier er mobilkameraer et must for alle typer mobilbrukere.mipi camera

 

Kamerasensorer som støtter MIPI-grensesnittet er kjent som MIPI-kameraer. Disse kameraene finnes ofte i smarttelefoner, tabletter, bærbare datamaskiner og andre bærbare enheter.

 

Et innebygd vision-system for mobile enheter består vanligvis av følgende komponenter:

  • Bildebrikke:Denne komponenten innebærer å ta bilder og hvordan den digitaliseres.
  • MIPI-grensesnitt: Dette grensesnittet fungerer i hovedsak som broen mellom kamerasensoren og vertsprosessoren. MIPI er et grensesnitt som spesifiserer de fysiske lagene og protokolllagene som skal brukes til overføring av digitale bilder.
  • Linse:Fra utsiden til innsiden: gjennom linsen blir det eksterne lyset deretter behandlet av IR-filteret og deretter fokusert på sensoroverflaten for å generere et elektrisk signal fra lyset som passerer gjennom linsen; signalet blir deretter digitalisert av den interne A / D.

Derfor fungerer mipi-kameraet som følger – et bilde tas opp ved hjelp av bildesensoren, bildet blir deretter omdannet til det digitale domenet, og til slutt sendes signalet til prosessoren gjennom MIPI-grensesnittet. Prosessoren konverterer senere det digitale bildet av objektet og viser det på skjermen.

 

4.Evolusjonær historie av mipi

4.1MIPI CSI-1

MIPI CSI-1 var den første versjonen av MIPI-grensesnittarkitekturen som har spesifisert protokollene for tilkobling mellom det innebygde kameraet og vertsprosessoren.

 

Camera Serial Interface 1 (CSI-1) MIPI var en kommunikasjonsprotokoll som ble brukt til å overføre kamerasensorsignaler til en innebygd prosesseringsplattform i en håndholdt mobil databehandlingsenhet. Denne protokollen var basert på de fysiske spesifikasjonene og protokolllagspesifikasjonene for kameragrensesnitt levert av MIPI Alliance for å designe sammenkoblinger mellom kamerasensor og innebygd prosessor for overføring av bilder fra kamerasensoren til den innebygde prosessoren.

 

Det fysiske laget og protokolllaget til MIPI CSI-1-spesifikasjonen bestemte henholdsvis de elektriske og signalegenskapene til det fysiske laget og protokollen og pakkestrukturen til protokolllaget. Den ble også brukt til å overføre bildedata, kontrolldata og annen informasjon mellom kameraet og vertsprosessoren. MIPI CSI-1 benyttet en differensiell signaleringsmetode og var i stand til å gi dataoverføringshastigheter på opptil 1 Gbps.

 

MIPI CSI-1-protokollen er en eldre protokoll og er utdatert av sine avanserte etterfølgere som CSI-2 og CSI-3. Selv om det er nesten foreldet, er CSI-1-grensesnittet fortsatt sett i noen eldre systemer.

4.2MIPI CSI-2

MIPI CSI-2 er den andre generasjonen av MIPI CSI-grensesnitt, også kjent som Camera Serial Interface. I likhet med CSI-1-protokollen,MIPI CSI-2 er også utviklet på grunnlag av MIPI Alliance-rammeverket og omfatter de fysiske lagene og protokolllagene for bildedatatransport i mobile innebygde visjonssystemer.

 

For øyeblikket erMipi CSI 2 Grensesnitt anses å være den vanlige løsningen for kameraprosessortilkobling i smarttelefoner og nettbrett. Som nevnt tidligere MIPI CSI-2 er bredt støttet av kamerasensorer og innebygd prosessor. CSI-2-protokollen gir bedre funksjonelle og tilleggsegenskaper sammenlignet med den opprinnelige CSI-1-protokollen.Mipi CSI 2 er en annen grensesnittstandard som er utviklet med det formål å gi høye overføringshastigheter over den mer vanlige seriella og benytter differensiell signalering på en måte som ligner påMipi CSI1 mens du tilbyr datahastigheter opptil 3 . 5 Gbps.

 

Den første versjonen av MIPICSI2 ble utgitt i 2005 og besto av følgende protokolllag:

 

  • Fysisk lag
  • Lane fusjon lag
  • Protokolllag på lavt nivå
  • Piksel-til-byte-konverteringslag
  • Applikasjonslag

 

I 2017 ble den andre versjonen av MIPI CSI-2 utgitt. Denne versjonen inneholdt RAW-16 og RAW-20 fargedybder, 32 virtuelle kanaler og LRTE (lav latensreduksjon og transporteffektivitet). En tredje versjon avCSI2 protokoll utgitt i 2019 inkluderer RAW-24 fargedybde i CSI-2.

 

Hoveddelen består av MIPI CSI-2-standarden, og CSI-2E og CSI-2E betraktes som utvidelser av MIPI CSI-2. Disse utvidelsene er nyttige for å gi ekstra støtte for høyere datahastigheter, lengre kabler, forbedret feilkontroll, etc.

CSI-2 camera standard

 

Siden MIPI CSI-2 ofte brukes og har et høyytelsesområde, gjelder MIPI CSI-2 for autonome kjøretøy, drone, smarte tilkoblede byer, biomedisinsk bildebehandling og robotikk.

 

5.Fordeler med å bruke mipi-grensesnittet som et kontaktgrensesnitt for kameraer

USB-kameraet og mipi-kameraet er to typer kamerasensorer som for tiden er mye brukt i mobile enheter og innebygde visjonssystemer

Det er flere grunner til å bruke mipi-kameraer for mobile enheter og innebygde visjonssystemer i stedet for usb-kameraer:

  • Økosystem: MIPI Alliance har et veldig levende samfunn av bildesensorer, objektiv blant andre komponenter som er kompatible og best egnet for MIPI-kamera for enkel utvikling av systemer basert på MIPI-kameraer.
  • Størrelse og formfaktor:MIPI-kameraer er fysisk mindre og slankere enn USB-kameraer, noe som er bedre for integrering i små, slanke enheter.
  • Fleksibilitet: Fleksibilitet: MIPI kamera er kompatible med mange typer prosessorer og bildesensorer, i motsetning til USB-kameraer.
  • Datahastighet: DenMIPI kamera kan streame bildedataene med mye høyere datahastigheter enn USB-kameraene, og vil derfor være nyttig for applikasjoner med høy oppløsning og høy bildefrekvens.
  • Strømforbruk: CSI-kamera er svært energieffektive, derfor kan de brukes i håndholdte enheter eller enheter som opererer på batterier.

 

 

6.Fremtidige trender innen MIPI-teknologi

Fremtiden tilMipi Teknologien er lovende, med trender som inkluderer:

  • AI-integrasjon: Forbedre enhetsegenskapene med kunstig intelligens for forbedret funksjonalitet.
  • Grensesnitt for høyere båndbredde: Støtter 8K-video og mer.
  • Større energieffektivitet: Redusere strømforbruket for lengre batterilevetid.

Disse fremskrittene vil fortsette å drive innovasjon i elektronikkindustrien.

 

Enll i alle,MIPI-teknologien har revolusjonert tilkoblingen til elektroniske enheter, og gir effektiv, høyhastighets dataoverføring samtidig som energieffektiviteten opprettholdes. Å forstå MIPI-grensesnitt, protokoller og standarder er avgjørende for alle som er involvert i utviklingen av moderne elektronikk. Etter hvert som teknologien utvikler seg, vil MIPI forbli i forkant, og drive nye muligheter og forbedringer i enhetens ytelse.

 

FAQ:

Hva er forskjellen mellom MIPI C-PHY og D-PHY?

MIPI C-PHY bruker et trefaset kodingsskjema for å overføre data, og tilbyr høyere båndbredde med færre pinner. MIPI D-PHY bruker differensiell signalering, noe som er enklere, men kan kreve flere pinner for høyere datahastigheter.

 

Hvordan implementere MIPI-grensesnitt i nye design?

Implementering av MIPI-grensesnitt innebærer å velge passende MIPI-spesifikasjoner, integrere kompatible komponenter og sikre samsvar med MIPI-standarder for optimal ytelse og interoperabilitet.

Relatert søk

Kontakt oss