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MIPI提高新一代圖像數(shù)據(jù)的傳輸性能

2023-04-11
作者:Joseph Rodriguez,Rambus接口IP產(chǎn)品營銷經(jīng)理
來源:Rambus

  隨著全球汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展,我們可以看到技術(shù)在多個(gè)維度上的快速迭代和演化,例如智能網(wǎng)聯(lián)汽車和自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的進(jìn)步。智能化、互聯(lián)化趨勢(shì)給汽車系統(tǒng)內(nèi)日益復(fù)雜的傳感器與圖像傳輸的協(xié)作帶來了新的挑戰(zhàn)。

  為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),許多ADAS應(yīng)用在其車載圖像傳感器上采用MIPI?規(guī)范,包括前視、后視和側(cè)視攝像頭,以滿足嚴(yán)格的數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求。同樣,在消費(fèi)市場(chǎng),每年有超過10億部手機(jī)(2019年為17億部)和1億部平板電腦的攝像頭和顯示屏采用MIPI技術(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

  隨著移動(dòng)連接在社會(huì)和商業(yè)中的普及,越來越多的行業(yè),尤其是汽車和物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)正在運(yùn)用各種先進(jìn)的移動(dòng)技術(shù),如MIPI,來豐富其車輛或物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功能。而在豐富的MIPI規(guī)范中,MIPI? CSI-2?(MIPI相機(jī)串行接口2)和MIPI DSI-2?(MIPI顯示器串行接口2)是應(yīng)用較為廣泛的兩個(gè)。

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  作為一項(xiàng)被廣泛采用的高速傳輸圖像或流媒體傳感器數(shù)據(jù)協(xié)議,MIPI CSI-2憑借在人工智能(AI)/邊緣、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療和機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的完善經(jīng)驗(yàn)和IP而被應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車的攝像頭和傳感器。MIPI CSI-2規(guī)范最初于2005年推出,通過C-PHY和D-PHY物理層,現(xiàn)已能夠支持各種高性能應(yīng)用,包括1080p、4K、8K分辨率的視頻。這使得全局快門相機(jī)、雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲波傳感器的應(yīng)用成為可能。例如一個(gè)基于CSI-2的傳感器可以支持30Gbs/s的速率。隨著傳感器數(shù)量和類型的不斷增加,許多傳感器被部署到分區(qū)聚合器處理直連到ADAS處理器的高速網(wǎng)絡(luò)。正是這種廣泛的應(yīng)用能力和供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)幫助MIPI CSI-2在手機(jī)市場(chǎng)之外被廣泛采用。而ADAS平臺(tái)采用CSI-2的一個(gè)關(guān)鍵原因是汽車安全性等級(jí)ASIL-B的增加。該安全標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已成為常見的汽車IP部署內(nèi)容。

  相對(duì)而言,MIPI DSI-2規(guī)范是一個(gè)具有前瞻性的可擴(kuò)展高速接口,它規(guī)范了智能手機(jī)、平板電腦、AR/VR頭盔、網(wǎng)聯(lián)汽車等設(shè)備中芯片和顯示器之間的物理鏈接。MIPI DSI-2最初于2016年1月發(fā)布,支持新型和未來移動(dòng)顯示器所要求的超高清(4K和8K)分辨率。除了MIPI D-PHYSM之外,DSI-2還支持使用MIPI C-PHYSM作為物理層。

  為了幫助業(yè)內(nèi)人士更好、更輕松地利用MIPI技術(shù)并幫助加快MIPI規(guī)范的采用,Rambus為領(lǐng)先的MIPI子系統(tǒng)提供PHY/控制器驗(yàn)證服務(wù),該子系統(tǒng)為設(shè)計(jì)者提供實(shí)現(xiàn)新一代相機(jī)和顯示應(yīng)用的解決方案。

  作為該子系統(tǒng)的核心,Rambus CSI-2/DSI-2控制器內(nèi)核是針對(duì)高性能、低功耗和小尺寸進(jìn)行優(yōu)化的第二代MIPI CSI-2/DSI-2內(nèi)核。這些經(jīng)過驗(yàn)證的內(nèi)核完全符合CSI-2/DSI-2標(biāo)準(zhǔn),并實(shí)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)定義的所有三個(gè)層次:像素到字節(jié)打包、低層協(xié)議和通道管理。另外,可根據(jù)任何類型應(yīng)用的要求,對(duì)每個(gè)部署進(jìn)行配置。

  經(jīng)過半導(dǎo)體驗(yàn)證的高性能MIPI控制器核已針對(duì)在SoC、ASIC和FPGA中的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。重要的是,對(duì)于汽車安全關(guān)鍵型應(yīng)用,有用于CSI-2內(nèi)核的ASIL-B版本,包括安全插入、安全手冊(cè)、設(shè)計(jì)故障模式和影響分析(DFMEA)以及故障模式、影響和診斷分析(FMEDA)。

  隨著MIPI接口解決方案功能和能力的不斷增加,MIPI CSI-2/DSI-2已成為智能手機(jī)、AR/VR、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、ADAS/自動(dòng)駕駛汽車等越來越多產(chǎn)品的領(lǐng)先顯示接口。

  同時(shí),對(duì)于性能的要求也伴隨應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大而提高,物理層原始帶寬的進(jìn)步越來越無法滿足日益增長的帶寬需求。MIPI技術(shù)已成為縮小差距、提供所需顯示帶寬的關(guān)鍵。為此,Rambus正與其他MIPI聯(lián)盟的合作伙伴開展更加密切的合作,為設(shè)計(jì)者提供易于實(shí)現(xiàn)的先進(jìn)解決方案。



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