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作者:HywelStar
1. 概述
MIPI是Mobile Industry Processor Interface的缩写。MIPI联盟是一个开放的会员制组织。2003年7月,由美国德州仪器、意法半导体、英国ARM和芬兰诺基亚4家公司共同成立。MIPI联盟旨在推进手机应用处理器接口的标准化。MIPI联盟鼓励所有手机行业内的公司加入,包括:手机设备制造商、半导体厂商、软件厂商、系统供应商、外围设备制造商、知识产权提供商、其他公司。
其中比较成熟的有MIPI CSI和MIPI DSI。CSI主要用于摄像头接口,而DSI则用于显示屏接口。
根据官网提到,MIPI 联盟规范满足六种设备接口需求:physical layer, multimedia, chip-to-chip/interprocessor communications (IPC), device control and data management, system debugging, and software integration.
低功耗以延长电池寿命 高带宽,以支持功能丰富的数据密集型应用程序 低电磁干扰 (EMI),可最大限度地减少无线电和设备子系统之间的干扰。
2. MIPI 框架
MIPI 工作小组开发很多内容,但是主要领域包含这些:
Multimedia Control/Data Chip-to-Chip Inter Process Communications Debug/Trace
- 从以上四个方面可以看到用途非常广泛:
Control & Data Specifications(控制和数据规范)
Multimedia Specifications(多媒体规格)
从应用层该部分包括Camera,Display, Storage, Memory,Audio/Voice
从底层至应用层,都已经规范化了这些接口,可以看到关于物理层的支持接口,协议层,再到应用层。
DSI:Display Serial Interface,用于显示屏与主处理器之间的高速串行接口;
CSI:Camera Serial Interface,用于摄像头模块与主处理器之间的高速串行接口;
DCS:Display Command Set,是用于显示屏控制的命令集。
D-PHY:是MIPI接口的物理层规范,主要用于DSI和CSI接口
C-PHY:另一种MIPI接口的物理层规范,主要用于高分辨率摄像头和显示屏;
A-PHY:用于汽车应用的高速接口规范;
M-PHY:是一种通用的高速物理层接口,适用于多种应用场景,如存储、通信和显示等。
Chip-to-Chip Communications (芯片到芯片通信)
IoT Device Diagram (IoT 设备图)
3. CSI-2
MIPI CSI-2 最初于 2005 年推出,是世界上实现最广泛的嵌入式摄像头和成像接口。它因其易用性和支持广泛的高性能应用程序(包括 1080p、4K、8K 及以上视频以及高分辨率摄影)而得到广泛采用。®
设计人员应该能够放心地将 MIPI CSI-2 用于各种应用领域中的任何单摄像头或多摄像头实现,例如移动设备、增强现实和虚拟现实、无人机、物联网 (IoT)、医疗设备、工业系统、汽车以及平板电脑、笔记本电脑和一体机等客户端设备。
特点:
高性能 低功耗 低电磁干扰 (EMI)
3.1 CSI-2 物理连接
根据官方介绍,CSI-2 已经定义了两个高速数据接口,一个是发射器,一个是接收器,摄像头这边作为CSI发送端,SoC 作为CSI 接收端。
一般会有多对差分数据信号线,一对差分时钟信号和一对I2C通信引脚。
对于这个差分信号线,也就是通常看到的line数,这个对于调试软件中需要设定,一般有4line, 6 line等情况。对于这种高清摄像头一般都需要使用到四4line,4组差分对,满足信号传输。
3.2 CSI-2 层次结构
对于CSI-2 分层,根据MIPI联盟规范,从上到下可以分为:应用层,组包/解包层,底层协议层,通道管理层和物理层。
从图中可以得到:
整理来说将整个传输从底层到应用都已经规划好,用户只需要去使用既可以。
4. CSI-2 LLP
LLP层通常会处理两种格式的包(Packet):长包(Long Packet)和短包(Short Packet)。无论哪一种包,LLP层都会根据CSI-2协议的规定,给它们添加包头(Packet Header, PH)和包尾(Packet Footer, PF),并作为有效数据在HS模式下传输。
关于Low Protocol 的概述和协议,可以具体查看文档《mipi_CSI-2_specification_v2-1-2018.pdf》截图部分:
5. 总结
本章节大概讲述关于MIPI 相关知识,重点提到CSI-2 部分,很多都是关于协议上面的内容,对于一些具体的组包解包,虚拟通道,通道管理等内容都属于协议上的规范,想要更多了解规范上的支持可以查阅,发送“MIPI”到后台 获取到相关PDF。对于这些知识只需要大概一个认识,对于开发过程中很多都已经有非常成熟的应用。
参考:
https://blog.csdn.net/kouxi1/article/details/126787264
https://www.mipi.org/specifications/csi-2
https://www.mipi.org/system-diagrams
https://caxapa.ru/thumbs/799244/MIPI_Alliance_Specification_for_Camera_S.pdf
https://files.chinaaet.com/files/blog/2019/20171110/1000019445-6364593011828743047249885.pdf
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