MIPI多媒体接口

发布： 2022年1月3日 • 经验百科

MIPI多媒体接口

2021年9月底，MIPI联盟举办了DevCon会议。会议上有几场精彩的演讲。其中一个项目名为“AI边缘设备的MIPI CSI-2/MIPI D-PHY解决方案”，作者是Mixel的Ashraf Takla。看到每天大量关于应用程序走向边缘的技术新闻，人们可能会认为几乎每个应用程序都走向了边缘。Ashraf做了一项工作，确定了云和边缘处理如何互补，以及为什么适当的分区对实现最优系统性能很重要。他还解释了为什么MIPI接口非常适合AI边缘设备。以下是Mixel在MIPI DevCon上介绍的内容：

虽然理论上一切都可以在边缘或云中处理，但某些功能需求驱动着边缘和云处理决策。其中包括：

要求有利于边缘处理决策；

低延迟，以便实时或接近实时地做出决策；

减少虚假通知，提高电池寿命;边缘处理也需要更少的带宽，从而可以节省更多的电力；

安全和隐私;通过最小化/消除将原始数据传输到云进行处理来减少安全漏洞的机会；

由于宽带/移动连接不可用，需要本地处理；

通过减少带宽使用来最小化连接成本，即使连接可用；

有利于云处理决策的需求；

Edge没有高容量的计算性能;对于复杂的机器学习和建模至关重要；

大存储容量；

能够以增量成本扩展存储和计算资源；

数据中心数据的高安全性(但在数据传输过程中存在风险)；

易于维护和升级硬件；

下面是一个功能需求对比表，Mixel将边缘和云计算放在了一起比较。

MIPI

在电子世界中，接口比比皆是。无论是系统之间还是芯片之间的接口，它们都是基于标准的。标准确保兼容性和互操作性。其中一个被广泛采用的接口是MIPI。最初，它的开发是为了标准化手机行业的接口。MIPI不仅击败了其他竞争标准，还扩展了它的用例。它被用于比最初开发时更多的应用程序中。这就是MIPI的全称不再被使用的原因。

为什么MIPI对AI边缘设备有吸引力

虽然MIPI已经是受欢迎的接口之一，但由于人工智能(AI)驱动的市场激增，MIPI的需求正在迅速增长。无论是物联网应用还是汽车应用，它们都使用大量传感器来收集数据，以做出基于人工智能的决策。这些数据需要被处理，以便在现场做出实时决策。由于这种低延迟需求，基于云数据中心的处理正在让位于人工智能边缘处理。

许多AI边缘应用程序具有非常低的功耗和严格的电磁干扰要求。同时，它们也有合理的带宽需求。MIPI能够满足所有这三个需求。这扩展了MIPI设备的范围，许多设备是电池供电的，并且可以随身携带。

MIPI（移动行业处理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的缩写。MIPI（移动行业处理器接口）是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。

RGB 800*480以下大部分AP均支持RGB接口，此类LCD在低端平板广泛使用

LVDS 1024*768及以上主要通过转换芯片将RGB等专程LVDS来支持；少量AP直接集成；此类LCD目前在中高端平板和笔记本中广泛使用

MIPI 1080P以下手机平台标准接口，与LVDS类似，但更省电；目前普及趋势明显，TI、nVidia、高通等最新平台大多配备RGB和MIPI接口；1080P是其能力的极限

eDP 支持1080P以上比较新的规范，在笔记本行业将广泛用于取代LVDS，支持超高分辨率

MIPI 是专门在高速(数据传输)模式下采用低振幅信号摆幅，针对功率敏感型应用而量身定做的。比较了MIPI与其它差分技术的信号摆幅。

由于MIPI是采用差分信号传输的，所以在设计上需要按照差分设计的一般规则进行严格的设计，关键是需要实现差分阻抗的匹配，MIPI协议规定传输线差分阻抗值为80-125欧姆。

MIPI的通道模式和线上电平。

在正常的操作模式下，数据通道处于高速模式或者控制模式。

在高速模式下，通道状态是差分的0或者1，也就是线对内P比N高时，定义为1，P比N低时，定义为0，此时典型的线上电压为差分200MV，请注意图像信号仅在高速模式下传输；

在控制模式下，高电平典型幅值为1.2V，此时P和N上的信号不是差分信号而是相互独立的，

当P为1.2V，N为1.2V时，定义状态为LP11，

当P为1.2V，N为0V时，定义状态为LP10，

当P为0V，N为1.2V时，定义状态为LP01，

当P为0V，N为0V时，定义状态为LP00，

MIPI协议规定控制模式4个不同状态组成的不同时序代表着将要进入或者退出高速模式等；

• Escape mode request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00) 逃逸模式请求

• High-Speed mode request (LP-11→LP-01→LP-00) 高速模式请求

• Turnaround request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00) 周转请求

•超低功耗状态（Ultra-Low Power State）

•这个状态下，lines处于空状态 (LP-00)

• 时钟Lane的超低功耗状态

•时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态

•通过LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出这种状态，最小TWAKEUP时间为1ms

下图为线上电平的图示。

Lane状态

• LP-00, LP-01, LP-10, LP-11 (单端)

• HS-0, HS-1 (差分)

• Lane电压（典型）

• LP：0-1.2V

• HS：100-300mV (200mV)

参考链接：

https://www.sohu.com/a/504611589_505795

http://blog.sina.com.cn/s/blog_482dc6170102yyrk.html

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