MIPI标准在新市场中站稳脚跟

爆炸的低成本、高性能图像传感器为越来越多的应用是推动MIPI界面成各种新市场,在标准化的协议和信号特征十分明显。

多年来,MIPI几乎手机的代名词。但随着高分辨率图像传感器在汽车越来越部署,AI,物联网,和医疗设备,兴趣MIPI传播以外的其核心市场。

“这些都是非常小的,高分辨率传感器,和他们产生奇妙的图像,”马克·格林伯格说,集团的产品营销总监IP组节奏。“移动设备有两个、三个或四个传感器,它们被设计成一系列的设备,在家里安全摄像头的机器人工业物联网以及军事设备。这些传感器成本足够低的时候,他们被应用到许多不同类型的设备,没有图像传感器。”

除了增加图像传感器,有一个融合神经网络方面的解释这些图像发生接近源。“我们在这些神经网络是非常善于理解他们所看到的,”格林伯格说。“这是一个人吗?它是一个对象吗?那个人是如何移动?这是运动正常或不正常吗?是运动的姿态指令,如换频道吗?这个收敛是关于传感器的可用性和神经网络的能力来理解图像传感器是观看指向“视觉无处不在,”的趋势,有时加上人工智能。例如,有一个微波炉,你的食物的形象,加热之前和期间,决定最优加热算法准确率达到了93%。”

有多个应用图像传感器被加上一定程度的智慧。其中包括:

• 防撞汽车使用成像,越来越多的被用于检测道路状况如黑冰,即使司机看不见。
• 安全系统越来越多的区分常规和不寻常的活动,包括从面部识别识别可疑活动。
• 安全探测器在各种衣物可以发现当一个人坠入打电话求助,如果必要的。
• 零售摄像机能识别普通购物者和预测性别、年龄、身高、和重量显示有针对性的广告,就像电影里的场景“少数派报告”。

MIPI所有这些应用程序是一个重要的组件。“服务移动电话你需要低功耗,低EMI,低销数,和紧凑,“说Hezi萨尔州,产品营销主管手机、汽车和消费者IPSynopsys对此。“MIPI已经建立自己的方式实现这些规范,实施外部的移动。汽车移动应用,随着物联网,这就是我们开始看到更多的应用程序使用它。大多数采用的标准摄像机多媒体。事实上,有发展的协议。C-PHY phy提供所需的带宽,D-PHY,和显示,以及额外的带宽,特征,功能,使用DSC与压缩(显示流压缩),例如。”

其他应用包括军用传感器、需要发送大量的数据,指出马克·刘易斯主要高级设计工程师在节奏的IP组。”这导致然后试图确定如何得到这个数据到系统功耗小。这就是标准的团体似乎堵了。这些人一定要留意兼容现有的标准。”

例如,其他功能可以分层在MIPI相机串行接口(CSI)传输数据以更高效的方式。“还有很多信息来自公司对传输的数据量有限,而不是一切,将体重应用处理器,”刘易斯说。

最近的一个除了CSI标准包括总在前哨控制器(AOSC),这是用于不间断/始终知道应用程序。传统上,CSI规范定义如何MIPI CSI-2与MIPI物理传感器接口层(D / C-PHY)。AOSC需要这进一步通过定义一个接口之间MIPI CSI-2和MIPI-I3C运输足够的像素信息在这个相对低功耗DSP物理接口,请求数据从传感器以检测到一个事件。这个事件的检测将切换到运输的完整图像数据通过MIPI C / DPHY应用程序处理器。

另一个加法是智能感兴趣的区域(SROI),它提供了一种机制来转移只在图像选择感兴趣的领域,而不是整个图像。这允许一个帧率增加,同时减少的数据量需要移动,以及所需的能量来移动它。这也意味着高分辨率图像的重要区域可以处理没有发送冗余数据。

MIPI CSI-2支持压缩数据的传输,虽然不是MIPI定义的规范,它可以用来降低数据应用程序处理器和摄像头模块之间的带宽要求。这个一直在MIPI规范通过使用原始数据类型。

图1:进化MIPI成像解决方案。来源:MIPI联盟

图2:统一成像概念MIPI CSI-2。来源:MIPI联盟

MIPI在汽车
在今天的汽车,有很多连接选项,其中许多是专有的。但这是改变随着车辆越来越电气化先进成像传感器和其他特性,和MIPI -这已经是常用的进一步扩大。

“MIPI被用于汽车对许多人来说,多年来,和我们的大部分客户是在汽车的空间相机和显示器,以及激光雷达,”阿什拉夫说Takla,首席执行官Mixel。“任何你看到一个传感器,很有可能是使用MIPI,甚至在汽车。这是好几年。”

MIPI尤其适合汽车环境。“这是不对称的交流,”Takla说。“你发送大量的数据在一个方向上,很少数据相反的方向。出于同样的原因,MIPI移动很好,传感器是一样的原因,同样适用于汽车应用。汽车是一个不同的市场比移动时,传感器,并与传感器MIPI已成功。所有的传感器制造商使用它,所以它是一个适合汽车。”

汽车制造商和一级,2和3技术提供商越来越关注安全——尤其是它影响安全——MIPI安全工作组(2021年3月成立)已加大努力应对外部威胁。根据MIPI联盟,努力将专注于定义如何地图行业安全框架,协议,保护MIPI接口和算法,以及如何从其他MIPI工作组输入合并到未来的规范和支持材料。

“听在模拟信号以侵入系统的难度远远超过做它在数字方面,“Takla说。“如果你有数据在数字方面,和更容易得多。如果你想做恶意的事情,当然那是你去的地方。为了安全,我们总是担心数字数据,因为这就是人要监测和试图进入。”

节奏的刘易斯同意了。“安全已经内置协议标准,因为你必须能够通过这一信息,”他说。“协议标准规定这些信息,这些信息是什么,它包含了什么。端到端安全性,包括额外的信息,比如我们需要确保这些数据被从A到B,这不是混乱着,它并没有被打断,来自传感器的数据你预期。”

除了安全,MIPI活动在汽车包括达到远方的接口与MIPI A-PHY,一个达到远方并行转换器物理层规范针对ADAS,广告,和其他汽车应用,如相机和车载信息娱乐显示。

这些新的物理传输数据在时间达到要求的标准。

图3:不同MIPI互连选项。来源:MIPI联盟

更多的显示车辆,大的和小的,如e-mirrors,都非常适合MIPI-based显示串行接口(DSI),指出Synopsys对此的萨尔河。“在过去的两年里,MIPI联盟已经开始投资A-PHY规范汽车并行转换器地区,”他说。“这是一个相当新的规范,这是真正的基础提供达到远方的标准。”

A-PHY的愿景是统一汽车数据,使传感器信号传输的ECU,哪里会连同其他传感器的数据处理。从那里,处理过的数据将被发送到一个或多个显示器。C-PHY和D-PHY仍然可以用于短。

MIPI A-PHY竞争与其他标准,其中包括汽车并行转换器联盟(ASA)。“以太网可以被认为是在这里,虽然它不直接竞争,但仍然有市场共享,“Takla说。“这不是解决是否MIPI A-PHY将领先的标准。最后结论还有待分晓。ASA正在尽他们所能来捕获这个市场。MIPI A-PHY和ASA正面竞争对手。他们会在同一市场。以太网,当然,是一个完全不同的游戏,但它不是直接竞争。MIPI之间有重叠,以太网在长。MIPI联盟已经思考长达到相当长一段时间,由于宝马。 It was really a shame that this bifurcation happened between the A-PHY and ASA, because at the beginning, it was only within the MIPI Alliance. Some companies, including BMW, were not happy with the direction it was taking so they formed ASA, and that’s when the competition came about.”

更糟糕的是接口由oem厂商竞争。“今天的现实是,几乎100%的市场份额或由专有接口控制,和那些将继续主导,继续服务市场,除非发生,”萨尔州说。“A-PHY和ASA试图规范这一个标准。这个市场不是进入协议将正确的接口,将需要使用的单一接口,而现在这正在被oem和IP提供商视为专有接口和标准之间的战斗和标准b本身来解决,我们需要等待技术优越,或使用桥梁的技术,像A-PHY或亚撒。”

对于一个OEM,右转、左转是很有竞争力的。oem厂商不想提示他们要去的地方,这是复杂的事实,现在oem厂商也开始设计自己的硅,这样他们就可以决定他们的命运。

“变化不会发生像我们看到迅速在手机行业,因为汽车工业行动缓慢,”萨尔州说。“oem和分层的供应商都将看风险和可能不是立即跃升。相反,他们将试图依靠桥梁,这样就不会冒险这汽车并行转换器的决定。相机,显示器,和相关的技术已经存在,各种汽车玩家只是想利用他们。”

结论
MIPI已经远低于雷达对于大多数电子产品。但随着越来越多的工业处理更多的数据,特别是更多的图像数据,它的用途越来越多,所以是它的采用。

这当然是明显的在手机和相机,但它也正在成为一个支柱在其他市场,特别是汽车、摄像头和屏幕的数量正在迅速增加。

“尽管仍有很多未知汽车、转换发生在车里,会使大量的设计,”萨尔州说。“谈到MIPI,即使汽车并行转换器联盟和其他市场周围的挑战未知源于ADAS汽车景观的变化,有一个主要的转换进行涉及MIPI。”