MIPI提高新一代圖像數(shù)據(jù)的傳輸性能

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?shù)膮f(xié)作帶來(lái)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(guò)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(lái)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(lái)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)。

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(guò)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(lái)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(guò)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(guò)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(lái)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(lái)越無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)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。