Qu'est-ce que l'interface MIPI? Comment ça marche?

Dans les systèmes de vision intégrés, la transmission efficace des données d'image est de la plus haute importance. L'interface MIPI joue un rôle central dans ce processus. Vous en avez peut-être entendu parler dans des smartphones, des drones, des caméras de voiture ou des appareils de bord industriels. Alors, qu'est-ce qu'une interface MIPI? Comment fonctionne une caméra MIPI? Cet article fournira une analyse détaillée de la technologie MIPI, en particulier la norme MIPI CSI -2, et plongez dans l'ensemble du processus deCaméras MIPIde la capture d'image à la transmission des données.

MIPI signifie Interface de processeur de l'industrie mobile. Ce n'est pas une interface unique mais un ensemble de spécifications développées par la MIPI Alliance pour fournir une norme d'interface unifiée pour les processeurs, les périphériques et les capteurs dans les appareils mobiles et intégrés. L'Alliance MIPI est une organisation collaborative mondiale comprenant des centaines d'entreprises technologiques. Fondée en 2003, sa mission est de définir et de promouvoir les spécifications de l'interface matérielle et logicielle pour simplifier l'intégration des composants dans les appareils mobiles et les appareils influencés par la technologie mobile. Cela inclut les interfaces pour les caméras, les écrans, les processeurs \/ GPU, les capteurs et la mémoire.

what is mipi interface

Atteindre la normalisation d'interconnexion:Fournissez une méthode commune pour interfacer les composants de différents fournisseurs.
Accélérer le temps de commercialisation:Simplifiez les processus de conception et d'intégration.
Réduire les coûts:Optimiser l'intégration des composants et la complexité du système.
Améliorer les performances:Assurer une bande passante élevée, une faible consommation d'énergie et des communications à faible interférence électromagnétique (EMI).

Pour les caméras, la spécification MIPI la plus pertinente et la plus largement adoptée est MIPI CSI -2 (Interface série de la caméra -2).

CSI -1 est l'architecture d'interface standard MIPI d'origine, qui définit l'interface de connexion entremodules de caméraet les processeurs hôtes.

CSI -2 a été publié pour la première fois en 2005 et comprend plusieurs couches de protocole, telles que:

Couche physique
Couche de fusion de voie
Couche de protocole de bas niveau
Pixel to octet Couche de conversion
Couche d'application

Dans la seconde moitié de 2017, la deuxième version de MIPI CSI -2 a été publiée, prenant en charge les profondeurs de couleur RAW -16 et bruts -20. De plus, il prend en charge l'augmentation du nombre de canaux virtuels de 4 à 32, réduisant efficacement la latence et améliorant l'efficacité de la transmission (LRTE).

La troisième version de MIPI CSI -2 a été publiée en 2019 et prend en charge la profondeur de couleur RAW -24.

MIPI CSI -3 a été publié pour la première fois en 2012, suivi de la version suivante en 2014. Il fournit un protocole bidirectionnel à grande vitesse pour la transmission d'image et de vidéo entre les caméras et les hôtes.

De ces trois types, MIPI CSI -2 est l'interface la plus couramment utilisée dans les applications mobiles et distantes telles que la conduite autonome, les drones et la vision informatique.

Transmission de données série à grande vitesse:CSI -2 utilise des signaux différentiels à grande vitesse (d-phy ou c-phy) pour transmettre des données d'image à des largeurs de bande extrêmement élevées. Cela le rend idéal pour la transmissionhaute résolutionet des images à haut trame.
Faible consommation d'énergie:La conception de l'interface MIPI hiérarte la faible consommation d'énergie, ce qui est critique pour les appareils mobiles et intégrés alimentés par batterie.
Nombre de broches basse:Par rapport aux interfaces parallèles traditionnelles, MIPI CSI -2 utilise moins d'épingles, aidant à réduire la taille des PCB et les coûts inférieurs.
Communication basée sur les paquets:MIPI CSI -2 utilise des paquets pour la communication, avec chaque paquet contenant du format de données et du code de correction d'erreur (ECC) pour assurer une transmission de données fiable.
Configuration du canal flexible:Prend en charge les canaux de données 1, 2, 4 ou plus (pistes), permettant une configuration flexible en fonction des exigences de bande passante.

En résumé, MIPI CSI -2 est une interface de caméra reliant les capteurs d'image aux cartes mères intégrées, conçues pour un contrôle et un traitement efficaces et fiables des données d'image.

mipi camera module

Théoriquement, la bande passante maximale d'une interface USB est de 5 gigabits par seconde. Cependant, la bande passante réelle réalisable est d'environ 3,6 gigabits par seconde.

Cela limite la capacité des systèmes visuels dans la plupart des applications à transmettre rapidement des données d'image pour diverses tâches de traitement et d'analyse. CSI -2 résout ce problème. Il offre une bande passante maximale de 6 Go \/ s, avec une bande passante réelle réalisable d'environ 5 Go \/ s. Comparé à une interface USB standard, CSI -2 permet un traitement plus efficace et plus rapide.

MIPI CSI -2 prend en charge les applications haute performance et l'imagerie haute résolution. Il peut transmettre de manière transparente des images et des vidéos dans des formats 1080p, 4K et 8K. Il convient à la fois pour les déploiements monomares et multi-caméras. MIPI CSI -2 fournit également des capacités de perception de la machine améliorées sur plusieurs applications.

D'une manière générale, les cartes de développement dans les systèmes visuels prennent en charge MIPI CSI -2 et peuvent être utilisées en conjonction avec d'autres solutions de capteurs intelligents. De plus, ils sont compatibles avec différentes cartes CPU.

MIPI CSI {{0}} prend en charge la communication entre la couche physique MIPI D-Phy et le processeur d'application ou le système sur puce (SOC). Il peut être implémenté sur la couche physique MIPI C-Phy℠ V2.0 ou MIPI D-Phy℠ V2.5. En conséquence, ses performances permettent l'expansion des canaux.

Dans une caméra MIPI, le capteur de la caméra capture des images et les transmet à l'hôte CSI -2. Pendant la transmission d'images, les images sont stockées en mémoire sous forme de trames individuelles. Chaque trame est transmise via un canal virtuel. Ensuite, chaque canal est divisé en plusieurs lignes, avec une ligne transmise à la fois. Cela permet une transmission d'image complète à partir du même capteur d'image, mais avec plusieurs flux de pixels.

MIPI CSI -2 communique à l'aide de paquets qui incluent le format de données et la fonctionnalité de code de correction d'erreur (ECC). Un paquet unique traverse la couche D-Phy et est ensuite divisé en le nombre requis de canaux de données. Le D-Phy fonctionne en mode haute vitesse et transmet le paquet vers le récepteur via les canaux.

Le récepteur CSI -2 est équipé d'une couche physique D-Phy pour extraire et décoder les paquets de données. Ce processus est répété trame par trame du périphérique CSI -2 à l'hôte par une implémentation efficace et rentable.

L'interface MIPI, en particulier MIPI CSI -2, sert de pont critique reliant les capteurs d'image aux processeurs. Grâce à une transmission efficace de données série à faible puissance, elle permet aux systèmes de vision intégrés modernes de capturer, de traiter et d'interpréter des informations visuelles complexes. Comprendre ce qu'est l'interface MIPI et comment la fonction des appareils photo MIPI forme les bases de l'exploration des technologies d'imagerie mobiles et intégrées, offrant des capacités visuelles robustes pour un large éventail d'applications, des smartphones aux véhicules autonomes.

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