MIPI如何满足工业物联网需求

预计在未来十年中，工业物联网（IIoT）应用将大量增长，从而推动石油和天然气，食品和饮料，制药，化学，能源和采矿，半导体和制造业等流程行业以及航空航天等离散行业的生产率和效率提升。

支持这种增长的新的物理网络系统的开发，将包括使用高分辨率相机来增强机器视觉，使用高分辨率显示器来实现丰富的用户界面以及用于连接传感器、执行器和其他设备的优化命令和控制界面。

本文将介绍数十亿移动设备中广泛实施的MIPI规范，如何为开发人员创建成功的设计，减少开发工作并降低许多IIoT应用成本。

定义工业物联网

IIoT设想了高度数字化的工业流程，这些流程将通过使用相连的机器和其他设备来收集和共享数据。使用实时分析，数据可用于更广泛的工业流程中，以主动解决生产和供应问题，提高效率，增强物流并响应新需求。

5G，人工智能（AI），大数据分析，云计算，机器视觉和机器人等技术推动着市场的增长。通过连接物理世界和数字世界，IIoT可以监控和优化整个工业流程和更广泛的供应链。

IIoT中MIPI规范的优势

MIPI Alliance开发了接口，用于连接电子设备中的嵌入式组件（相机，显示器，传感器，通信模块）。MIPI规范，一致性测试套件，调试工具，软件和其他资源使开发人员可以创建创新的连接设备。

该组织的重点是设计和推广硬件和软件接口，以简化从天线和调制解调器到外围设备和应用处理器的设备内置组件的集成。MIPI Alliance精心设计其所有规格，以满足移动设备所需的严格操作条件：高带宽性能，低功耗和低电磁干扰（EMI）。

MIPI规范框架

MIPI规范为IIoT应用程序提供了以下好处：

机器等对安全性要求高的设备可从MIPI的功能安全接口中受益
低功耗设备受益于MIPI的节能功能
连接的设备受益于MIPI的5G
尺寸受限制的设备得益于MIPI的低引脚/线数和低EMI
MIPI的软件和调试资源可加速设备设计和开发。

MIPI的多媒体规范

IIoT解决方案将建立在广泛的设备之上。我们重点介绍了一些示例，以说明MIPI规范对不同IIoT用例的适用性。

药品质量控制

机器视觉对于制药行业至关重要，可用于关键的检查过程，例如检查包装的完整性，填充水平，安全密封的完整性和标签。机器视觉的使用对于产品质量至关重要，也是生产力的关键驱动力。对于这些应用程序和其他基于视觉的AI功能，高分辨率相机的使用必不可少。

支持机器视觉的MIPI规范包括：

MIPIC C-PHY，D-PHY或A-PHY上的MIPI CSI-2提供高度可扩展的协议以连接高分辨率相机，从而实现低功耗视觉推断

MIPI I3C为摄像机和其他传感器提供低复杂度的双线命令和控制接口

自动运输车

在许多工业过程中，都使用自动运输车来按照预定路线使用无线电信标，照相机和激光进行导航，从而在站点周围运输物料。自动运输车可以包含数百个传感器并生成大量数据。

支持自动运输车的MIPI规范包括：

通过A-PHY的MIPI CSI-2连接高分辨率相机（或激光雷达），从而使视觉推理和机器视觉使车辆在工业现场中导航

MIPI A-PHY提供长距离（≤15m），超可靠的物理接口，可在嘈杂的EMI环境中链接组件

MIPI I3C提供低复杂度的两线式接口，以连接车辆内的传感器和执行器

车辆无线电通信模块中的MIPI RFFE，以实现与操作系统的无线连接

具有高级用户界面的工业控制系统

机器控制系统变得越来越先进，将机器连接到更广泛的行业流程并提供丰富的用户界面，以允许操作员进行监视和控制。

支持控制系统的MIPI规范：

通过C-PHY，D-PHY或A-PHY的MIPI DSI-2来驱动高分辨率显示面板

MIPI I3C上的MIPI Touch可启用基于触摸屏的高级用户界面

MIPI I3C提供低复杂度的两线式接口，以连接用户交互界面，例如按钮，LED和蜂鸣器