MIPI白皮书
#mipi 5G中優(yōu)勢
#5G手機中的mipi
#mipi
#背景
2020年 是5G元年，很多行業(yè)因5g重新定義。顯示行業(yè)也不例外，針對5G，mipi聯(lián)盟發(fā)表了對應的白皮書 描述了現(xiàn)有的MIPI規(guī)范如何能夠支持第一代5G智能手機以及其他新興的5G移動平臺，包括互聯(lián)/自動/半自動車輛和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備.
本文圖片來之mipi與其他網(wǎng)站
#mipi 5G中優(yōu)勢
在這里插入圖片描述高性能 ?MIPI接口可在應用程序處理器和相機等組件之間提供高速和低傳輸延遲。通過使用MIPI規(guī)范，系統(tǒng)設計人員不必擔心接口將成為破壞用戶體驗的瓶頸。高性能對于5G設備尤為重要，因為用戶希望它們比4G和3G型號更快，響應更快。
引腳數(shù)少 ?高性能是MIPI規(guī)范旨在最大程度地減少引腳數(shù)的一種方式。例如，MIPI PHY中的高性能以及低速MIPI I3C和VGI接口中的高效協(xié)議可將AP和外圍設備中的引腳數(shù)最小化。降低復雜性還可以降低設備成本，從而為他們提供更大的可尋址銷售市場，尤其是在價格高度敏感的物聯(lián)網(wǎng)領域。
低電量 MIPI規(guī)范的設計具有很高的能源效率，這對于提供人們希望從智能手機和可穿戴設備獲得的較長電池壽命至關重要。例如，MIPI接口通過多種因素組合來降低EMI，這些因素包括高速PHY（C-PHY，D-PHY，M-PHY）上的低電壓擺幅，所有低速CMOS接口（1.2V）的適應性（ （例如RFFE和I3C），目前的電平為1.8V，并嚴格支持這些規(guī)格的擺率控制。
EMI ?設備越小，組件之間的空間越小。如此接近意味著更高的EMI風險，這會損害設備的性能和可靠性。
#5G手機中的mipi
5G智能手機可能具有三到四個具有高幀率/慢動作視頻捕獲功能的高分辨率后置攝像頭，增強型麥克風陣列，多聲道音頻和立體聲揚聲器。5G調(diào)制解調(diào)器和應用處理器使用MIPI規(guī)范，例如相機的CSI-2和顯示器的DSI-2，以及低功耗，高帶寬，引腳效率高的MIPI D-PHY或C-PHY物理層。在5G設計中，用于RF前端設備控制的MIPI RFFE和帶有M-PHY的MIPI UniPro用于高性能閃存存儲都變得無處不在。MIPI I3C，SoundWire，SLIMbus和即將發(fā)布的VGI規(guī)范也有望在許多即將發(fā)布的5G智能手機平臺中采用。
#mipi
在這里插入圖片描述#1. MIPI SLIMbus和SoundWire
提供豐富，逼真的音頻和逼真的通話。MIPI音頻工作組定義了兩個規(guī)范：MIPI SLIMbus和MIPI SoundWire。這些接口簡化了多種平臺中多個音頻組件的集成，包括智能手機，PC，聯(lián)網(wǎng)車輛，可穿戴設備和IoT設備。MIPI SLIMbus主要設計用于在較大的組件之間傳輸音頻。舉例說明了與外圍設備（例如藍牙，FM和音頻子系統(tǒng)/編解碼器）接口的調(diào)制解調(diào)器和應用處理器等示例。SLIMbus v2.0是兩線制，多分支TDM接口，支持多主機和多個設備。它采用以高達28MHz的單數(shù)據(jù)速率（SDR）運行的CMOS I / O，具有固定的幀大小，支持主控和時鐘切換功能，以實現(xiàn)低功耗操作。SLIMbus v2.0還支持多個多通道，高質(zhì)量音頻流，相位相干性，以實現(xiàn)立體聲，麥克風陣列和其他引人注目的功能。它還支持每臺設備最多八個通道的可擴展帶寬，以使峰值聚合帶寬最高達到224Mbps。MIPI SoundWire是MIPI SLIMbus的補充規(guī)范。SoundWire于2014年推出，整合了移動和PC行業(yè)音頻接口中的關鍵屬性，并提供了一種通用的，可擴展的體系結構，可用于在各個細分市場的多種類型的設備中啟用全面的音頻功能。
MIPI SoundWire是一個統(tǒng)一接口，主要用于小型音頻外圍設備。它針對低復雜度，低門數(shù)設計進行了優(yōu)化，以支持在手機中使用成本敏感的音頻組件，例如數(shù)字麥克風，數(shù)字揚聲器和高級放大器。此外，它可以優(yōu)化揚聲器保護，麥克風功率和性能，噪聲消除以及“始終聽”音頻輸入。
SoundWire具有許多SLIMbus功能。SoundWire v1.1還采用CMOS I / O，并支持多達11個從設備，多通道音頻，PDM格式以及帶內(nèi)控制/中斷/喚醒。但是，它以高達12.288MHz（高達24.576 Mbps）的雙數(shù)據(jù)速率（DDR）模式運行，并支持可配置的幀大小和增強的低延遲協(xié)議。多達8個數(shù)據(jù)通道的可選多通道擴展可用于支持高端音頻應用。例如，八通道192 KHz 24位音頻需要8 * 24 * 192000 = 36.864 Mbps，這將需要兩個或更多通道，而它可能以較低的頻率運行以相應地優(yōu)化功率。
通過SoundWire直接連接到多個數(shù)字麥克風和揚聲器的應用處理器的示例。MIPI SoundWire和MIPI SLIMBus可以通過橋接解決方案在系統(tǒng)中協(xié)同運行，從而為移動或受移動平臺影響的平臺提供靈活而復雜的音頻系統(tǒng)。簡而言之：MIPI SLIMbus和SoundWire準備支持第一代5G智能手機。SLIMbus是具有成熟音頻組件的成熟規(guī)范，已部署在高級智能手機和受移動設備影響的平臺中。SoundWire作為高端智能手機平臺中的數(shù)字麥克風和揚聲器的推動者正在迅速獲得發(fā)展勢頭
#2. ?MIPI CSI-2
MIPI CSI-2是幾乎所有4G LTE智能手機中的主要攝像頭接口，并且已經(jīng)在第一批5G智能手機中使用。MIPI CSI-2規(guī)范通過多攝像頭，深度攝像頭（ToF）和面部檢測傳感器支持靈活的移動設計。當今的主流手機最多可支持兩個背面?zhèn)鞲衅?#xff0c;而某些型號則具有三個。明天的5G設備將配備帶Tele + Wide，Color + Mono，Main + Depth傳感器的兩個傳感器，或上述三傳感器配置的兩個傳感器+眼睛/面部檢測/ ToF傳感器。與MIPI D-PHY或C-PHY物理層耦合的MIPI CSI-2可以支持所有這些實現(xiàn)。
基于C-PHY v1.2的CSI-2 v2.1可通過每條通道的三條線上提供高達8.0 Gbps（每秒3.5 Giga符號或Gsps）的嵌入式時鐘和數(shù)據(jù)，并支持通道擴展（其中三個通道可達到24 Gbps）使用九根線的C-PHY通道）CSI-2還支持D-PHY v2.1通過四根導線提供高達4.5 Gbps的轉(zhuǎn)發(fā)時鐘和數(shù)據(jù)，并支持數(shù)據(jù)通道擴展（使用10根導線可達到18 Gbps）。
智能手機中的主攝像頭當前為12-16MP，某些型號高達100MP。隨著現(xiàn)在4K / 30fps視頻捕獲的普遍使用，到2021年左右，4K / 120fps和8K / 30fps視頻捕獲可能會變得可用。即使使用高色彩深度RAW20，CSI-2 v2.1也已經(jīng)可以支持這些高分辨率和幀速率組合。（8K x 30fps x 20位/ RAW像素= 20 Gbps）。它們還處于下一代CSI-2和C-PHY / D-PHY數(shù)據(jù)速率的能力之內(nèi)。
但是CSI-2不僅僅是分辨率，幀速率和帶寬。MIPI相機工作組將繼續(xù)推動高級功能，以增強新興的5G用例，例如AI /機器視覺，AR / VR和聯(lián)網(wǎng)車輛。這些高級功能包括：
延遲降低傳輸效率（LRTE），以減少傳輸延遲，促進實時感知，處理和決策；并優(yōu)化運輸效率，以減少導線數(shù)量，觸發(fā)速率和功率。
眼動追蹤（AVRET），攝像機到攝像機同步，AV / VR應用程序的攝像機顯示同步。
感興趣的智能區(qū)域（SRoI）支持分布式視覺和混合視覺架構。
USL（統(tǒng)一串行鏈接）有助于促進對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品平臺的本地長距離支持。
RAW 12-10-12壓縮/解壓縮減少了帶寬，同時為任務關鍵型視覺應用提供了無壓縮偽影的出色信噪比（SNR）圖像。
RAW-16，RAW-20和RAW-24色深可提供卓越的圖像質(zhì)量，極大地改善了場景內(nèi)的高動態(tài)范圍（HDR）和SNR以實現(xiàn)高質(zhì)量的成像，并可以為自動駕駛汽車和AI系統(tǒng)帶來“高級視覺”功能。
增強的CCI（攝像機控制接口）和CCS（攝像機命令集）支持I2C FM +和MIPI I3C SDR和HDR_DDR模式，以實現(xiàn)更高的吞吐量，更低的延遲攝像機控制。
加擾和SSC（擴頻時鐘-僅MIPI D-PHY）可降低功率譜密度（PSD）的發(fā)射并使無線電干擾最小化。
MIPI CSI-2支持各種不同分辨率，幀速率，質(zhì)量和色深的低成本和高質(zhì)量圖像傳感器。選擇和功能的結合使它成為有時被稱為“移動++”設備的流行選擇。示例包括AR / VR耳機，無人機和IoT端點。汽車OEM及其供應商經(jīng)常將MIPI CSI-2用于需要統(tǒng)一的端到端成像以及近實時處理和決策的應用。MIPI攝像頭工作組目前正在計劃優(yōu)化的MIPI攝像頭解決方案，以支持嚴格的汽車環(huán)境和某些IoT用例：
對映射到汽車或物聯(lián)網(wǎng)平臺（例如，無人機）的長距離通道的本地支持。
統(tǒng)一串行鏈路（USL），保證為關鍵任務（例如，自動駕駛汽車）應用傳輸
同步圖像傳感器以實現(xiàn)高級視覺應用
提供端到端安全性（例如，交錯式AES-256）
簡而言之：MIPI CSI-2規(guī)范是4G應用程序的首選接口，從智能手機到無人機再到連接的車輛。這種偏好一直持續(xù)到5G，其中CSI-2已經(jīng)從智能手機開始支持第一波5G設備。2021年市場的CSI-2規(guī)范將包含最新的帶寬/分辨率和功能，并支持多相機，深度感應，LRTE，USL，AVRET，SRoI，RAW-16 / -20 / -24 ，具有I2C_FM +和I3C支持的增強型CCI。所有這些功能將極大地增強5G移動設備的移動用戶體驗。
#3. MIPI DSI-2
智能手機的顯示分辨率和每英寸像素（PPI）一直在不斷增加，
為了應對這一趨勢，MIPI顯示工作組與VESA的顯示流壓縮（DSC）任務組合作。MIPI DSI v1.2在2014年采用了VESA DSC標準，可提供高達4：1、8 bpp的視覺無損壓縮。MIPI Alliance和VESA繼續(xù)合作。例如，在2018年5月，DSI-2 v1.1采用了最新的VESA VDC-M標準，可提供高達5：1、6 bpp的視覺無損壓縮。MIPI C-PHY v1.2上的DSI-2 v1.1最高可提供8.0 Gbps（3.5 Gsps）的嵌入式時鐘和數(shù)據(jù)，每條通道3條線上，并支持通道擴展（使用3條C-PHY通道可達到24 Gbps）九根電線）。這等效于具有3條C-PHY v1.2通道的每個DSI鏈路的8.0 Gbps x 3 C-PHY通道x 5 = 120 Gbps有效帶寬。DSI-2 v1.1還支持D-PHY v2.1最多交付4個。
智能手機的顯示分辨率預計不會超過4K或5K分辨率（屏幕尺寸分別為5.5英寸時分別為800和1000 PPI），而平板電腦和筆記本電腦的分辨率則不會超過8K或10K分辨率（572和715 PPI時最高為15.4英寸）甚至超過2021年）。主要原因是，許多研究表明，要達到如此高的分辨率在技術上都非常困難，而且在如此高的PPI情況下，其視覺質(zhì)量的提升也將有限或沒有。DSI-2 v1.1已支持這些分辨率和帶寬，它滿足并超過了2021年以后的最新要求。同時，DSI-2還有效地減少了物理帶寬，同時使設備設計能夠成本更低，由于導線更少而體積更小，電池壽命更長。
MIPI DSI-2也是許多AR / VR顯示設備的事實選擇，例如頭戴式顯示器（HMD）和眼鏡。5G將帶來更好和更豐富的AR / VR用戶體驗，這將需要更好的HMD顯示器。研究人員正在努力減少所謂的“ VR疾病”，這可能是通過添加某種形式的頭部和/或眼睛跟蹤傳感器，顯示和音頻同步以及其他技巧來避免對人腦的感官沖突。MIPI規(guī)范現(xiàn)已準備就緒，可以啟用這些功能（，以幫助解決VR疾病。
MIPI顯示工作組將繼續(xù)調(diào)查5G的含義和潛在的增強功能，例如高帶寬，低延遲的返回通道，以支持和豐富新興的5G用例。
簡介：MIPI DSI-2當前是世界上使用最廣泛的接口，用于4G智能手機和其他具有更高分辨率和PPI要求的顯示器的設備。MIPI顯示工作組不斷增強DSI-2的能力，以滿足新興市場的需求，例如與VESA的顯示流壓縮（DSC）任務組合作，提供高達5：1、6 bpp的視覺無損壓縮。這些舉措和其他舉措還確保DSI-2非常適合啟用5G智能手機，AR / VR HMD和其他具有更高級要求的設備。
#4. ? MIPI D- / C- / M- / A-PHY
MIPI提供了三個高性能和成本優(yōu)化的物理層規(guī)范系列：D-PHYSM，M-PHY和C-PHYSM。MIPI D-PHY已經(jīng)成為當今部署的主要PHY層，幾乎在所有4G LTE智能手機中都與CSI-2和DSI-2耦合。同時，與MIPI UniPro / JEDEC UFS配對的M-PHY是當今LTE設備和第一批5G智能手機中的高性能移動存儲接口。憑借最新的MIPI CSI-2和DSI-2規(guī)范以及行業(yè)支持，預計C-PHY的采用也會迅速增加。
MIPI D-PHY是移動行業(yè)中部署最廣泛的低功耗物理層。D-PHY針對MIPI CSI-2攝像機和DSI / DSI-2顯示協(xié)議進行了優(yōu)化，可提供高性能，低功耗和低EMI，使其與移動設備中的復雜RF子系統(tǒng)兼容。D-PHY v2.1最高支持4.5 Gbps /通道，并使用10條線（利用4條數(shù)據(jù)通道和一條時鐘通道）支持數(shù)據(jù)通道擴展，使總數(shù)據(jù)速率達到18 Gbps。
MIPI C-PHY通過帶寬受限的通道提供高吞吐量性能，可將顯示器和攝像機連接到應用處理器。C-PHY通過使用在三線通道上實現(xiàn)?2.28位/符號的三相符號編碼，在兩線通道上偏離傳統(tǒng)的差分信令技術來實現(xiàn)這一點。每個通道都包含一個嵌入式時鐘。C-PHY v1.2支持高達3.5 Gsps / lane，相當于8 Gbps / lane，并且可以在三個通道上實現(xiàn)24 Gbps的峰值帶寬。
MIPI M-PHY是一個性能驅(qū)動的通用物理層，針對多媒體，高性能存儲和芯片間互連用例。它使用帶有嵌入式時鐘的差分信號，支持具有不同位信號和時鐘方案的兩種傳輸模式，以及多個高速齒輪，為性能和功耗之間的運行時優(yōu)化提供配置選擇。M-PHY v4.1支持11.6 Gbps /通道，四個通道的總帶寬為46.4 Gbps。
M-PHY通常與MIPI UniPro協(xié)議結合使用，該協(xié)議支持JEDEC的通用閃存（UFS）。作為可靠，高性能的傳輸，低功耗和低延遲鏈路。UFS v2.1已經(jīng)成為高性能4G智能手機中最主要的移動存儲，并且還將部署在第一代5G智能手機中。同時，UFS v3.0將通過充分利用M-PHY v4.1性能功能，繼續(xù)為5G時代的旗艦設備提供最先進的移動存儲。MIPI M-PHY還是MIPI CSI-3，MIPI DigRF，MIPI LLI和MIPI UniPro協(xié)議的首選PHY。
MIPI PHY系列規(guī)范已支持5G。請參閱第3.1.2、3.1.3和3.1.8節(jié)，以了解更多有關當前D-PHY v2.1，C-PHY v1.2和M-PHY v4.1規(guī)范如何超過業(yè)界2021+性能和帶寬的信息。要求。
MIPI PHY工作組將繼續(xù)推動下一代PHY規(guī)范的發(fā)展，以滿足2024+ 5G的需求，以適應新的5G用例，并瞄準物聯(lián)網(wǎng)和汽車等“超越移動”應用。即將發(fā)布的C-PHY v2.0和D-PHY v3.0規(guī)范分別針對高達6 Gsps / lane和14 Gbps / data lane的數(shù)據(jù)速率。他們還旨在通過比移動外形設備更長的通道來支持物聯(lián)網(wǎng)用例，同時保留MIPI PHY的優(yōu)勢，以提供低功耗，低延遲和低EMI解決方案。此外，正在討論新的M-PHY規(guī)范，該規(guī)范的目標是大約23 Gbps / lane的數(shù)據(jù)速率以及降低的等待時間，從而變得更加節(jié)能。也可以通過高級編碼方案來提高效率。
MIPI還致力于解決汽車在環(huán)繞傳感器以及顯示應用中的用例。由于MIPI協(xié)議已被相機傳感器和顯示器廣泛采用，因此MIPI還希望為汽車鏈接提供一種解決方案，以將此類設備連接至中央處理器。隨著MIPI A-PHYSM物理層規(guī)范的發(fā)展（可以滿足12-24 Gbps）的要求，需求收集已經(jīng)開始支持更高的速度，包括用于顯示和其他用例的超過48 Gbps。完成后，這些規(guī)范將滿足5G時代汽車行業(yè)未來的連接需求。
MIPI A-PHY v1.0預計將于2019年底面向開發(fā)人員提供。該規(guī)范將優(yōu)化布線，成本和重量要求，因為高速數(shù)據(jù)，控制數(shù)據(jù)和可選電源共享同一條物理布線。MIPI A-PHY鏈路的非對稱特性，其點對點拓撲結構以及對移動協(xié)議世代的重用保證了開發(fā)人員和汽車OEM總體上較低的復雜性，功耗和系統(tǒng)成本。預計首批使用A-PHY組件的車輛將在2024年投入生產(chǎn)。除了汽車用途外，該規(guī)范的配置還將非常適合物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)等應用。
簡而言之：MIPI D-PHY，M-PHY和C-PHY是4G設備以及第一批智能手機中高性能，成本優(yōu)化的物理層規(guī)范的事實上的標準。它們巧妙地平衡了市場對顯示器和攝像頭等應用的帶寬，延遲和功耗要求，同時為OEM提供了選擇余地。即將對MIPI現(xiàn)有PHY和新的MIPI A-PHY進行的增強將使MIPI移動協(xié)議的世代能夠適應汽車，物聯(lián)網(wǎng)和其他新興用例。
? 回復「?籃球的大肚子」進入技術群聊
回復「1024」獲取1000G學習資料
總結
- 上一篇： CPU 和 GPU
- 下一篇： VSCode使用eclipse快捷键