MIPI提高新一代图像数据的传输性能

作者：Joseph Rodriguez，Rambus接口IP产品营销经理

随着全球汽车市场的快速发展，我们可以看到技术在多个维度上的快速迭代和演化，例如智能网联汽车和自动驾驶辅助系统（ADAS）的进步。智能化、互联化趋势给汽车系统内日益复杂的传感器与图像传输的协作带来了新的挑战。

为了应对这一挑战，许多ADAS应用在其车载图像传感器上采用MIPI®规范，包括前视、后视和侧视摄像头，以满足严格的数据传输带宽要求。同样，在消费市场，每年有超过10亿部手机（2019年为17亿部）和1亿部平板电脑的摄像头和显示屏采用MIPI技术实现标准化。

随着移动连接在社会和商业中的普及，越来越多的行业，尤其是汽车和物联网行业正在运用各种先进的移动技术，如MIPI，来丰富其车辆或物联网设备的功能。而在丰富的MIPI规范中，MIPI® CSI-2®（MIPI相机串行接口2）和MIPI DSI-2®（MIPI显示器串行接口2）是应用较为广泛的两个。

作为一项被广泛采用的高速传输图像或流媒体传感器数据协议，MIPI CSI-2凭借在人工智能（AI）/边缘、物联网、医疗和机器人应用领域的完善经验和IP而被应用于自动驾驶汽车的摄像头和传感器。MIPI CSI-2规范最初于2005年推出，通过C-PHY和D-PHY物理层，现已能够支持各种高性能应用，包括1080p、4K、8K分辨率的视频。这使得全局快门相机、雷达、激光雷达和超声波传感器的应用成为可能。例如一个基于CSI-2的传感器可以支持30Gbs/s的速率。随着传感器数量和类型的不断增加，许多传感器被部署到分区聚合器处理直连到ADAS处理器的高速网络。正是这种广泛的应用能力和供应商生态系统帮助MIPI CSI-2在手机市场之外被广泛采用。而ADAS平台采用CSI-2的一个关键原因是汽车安全性等级ASIL-B的增加。该安全标准现已成为常见的汽车IP部署内容。

相对而言，MIPI DSI-2规范是一个具有前瞻性的可扩展高速接口，它规范了智能手机、平板电脑、AR/VR头盔、网联汽车等设备中芯片和显示器之间的物理链接。MIPI DSI-2最初于2016年1月发布，支持新型和未来移动显示器所要求的超高清（4K和8K）分辨率。除了MIPI D-PHY^SM之外，DSI-2还支持使用MIPI C-PHY^SM作为物理层。
为了帮助业内人士更好、更轻松地利用MIPI技术并帮助加快MIPI规范的采用，Rambus为领先的MIPI子系统提供PHY/控制器验证服务，该子系统为设计者提供实现新一代相机和显示应用的解决方案。

作为该子系统的核心，Rambus CSI-2/DSI-2控制器内核是针对高性能、低功耗和小尺寸进行优化的第二代MIPI CSI-2/DSI-2内核。这些经过验证的内核完全符合CSI-2/DSI-2标准，并实现该标准定义的所有三个层次：像素到字节打包、低层协议和通道管理。另外，可根据任何类型应用的要求，对每个部署进行配置。

经过半导体验证的高性能MIPI控制器核已针对在SoC、ASIC和FPGA中的应用进行了优化。重要的是，对于汽车安全关键型应用，有用于CSI-2内核的ASIL-B版本，包括安全插入、安全手册、设计故障模式和影响分析（DFMEA）以及故障模式、影响和诊断分析（FMEDA）。

随着MIPI接口解决方案功能和能力的不断增加，MIPI CSI-2/DSI-2已成为智能手机、AR/VR、物联网设备、ADAS/自动驾驶汽车等越来越多产品的领先显示接口。

同时，对于性能的要求也伴随应用范围的日益扩大而提高，物理层原始带宽的进步越来越无法满足日益增长的带宽需求。MIPI技术已成为缩小差距、提供所需显示带宽的关键。为此，Rambus正与其他MIPI联盟的合作伙伴开展更加密切的合作，为设计者提供易于实现的先进解决方案。