MIPI系列：MIPI Alliance、Working Groups等六大規(guī)范解析

該系列文章介紹MIPI系列規(guī)范。本篇為第一篇，主要介紹MIPI Alliance及其推出的一系列規(guī)范，以及相關(guān)的一些應(yīng)用，以便對MIPI有一個全面的了解。后續(xù)會針對每一個部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1、MIPI Overview

MIPI Alliance，即移動產(chǎn)業(yè)處理器接口（Mobile Industry Processor Interface 簡稱MIPI）聯(lián)盟。MIPI是MIPI聯(lián)盟發(fā)起的為移動應(yīng)用處理器制定的開放標(biāo)準(zhǔn)和一個規(guī)范。

MIPI聯(lián)盟是一個開放的會員制組織。2003年7月，由美國德州儀器（TI）、意法半導(dǎo)體（ST）、英國ARM和芬蘭諾基亞（Nokia）4家公司共同成立。MIPI聯(lián)盟旨在推進(jìn)手機應(yīng)用處理器接口的標(biāo)準(zhǔn)化。

MIPI聯(lián)盟鼓勵所有手機行業(yè)內(nèi)的公司加入，包括：手機設(shè)備制造商、半導(dǎo)體廠商、軟件廠商、系統(tǒng)供應(yīng)商、外圍設(shè)備制造商、知識產(chǎn)權(quán)提供商、其他公司。

目前官網(wǎng)上顯示其會員有310余家，分為Adopter和Contributor兩種。

MIPI Alliance的重點是設(shè)計和推廣硬件和軟件接口，以簡化設(shè)備內(nèi)置組件的集成，從天線和調(diào)制解調(diào)器到外圍設(shè)備和應(yīng)用處理器。MIPI聯(lián)盟制定了所有規(guī)范，以滿足移動設(shè)備所需的嚴(yán)格操作條件：高帶寬性能，低功耗和低電磁干擾。

目前市場上的每款智能手機至少都有使用一種MIPI聯(lián)盟規(guī)范。除此之外，平板電腦、筆記本電腦等均使用MIPI聯(lián)盟規(guī)范。該規(guī)范可用于集成4G/LTE無線電和Wi-Fi調(diào)制解調(diào)器，應(yīng)用處理器以及外圍設(shè)備，如高分辨率攝像頭，4K超高清顯示器，高清音頻組件，電池，麥克風(fēng)和傳感器等等。

隨著移動互聯(lián)在商業(yè)和社會中越來越普遍，越來越多的行業(yè)正在設(shè)計中利用移動技術(shù)。這些“mobile-influenced”的行業(yè)，如汽車行業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)，也受益于MIPI聯(lián)盟提供的接口規(guī)范。汽車制造商正在使用這些接口來集成用于安全和信息娛樂應(yīng)用以及高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）的各種組件。物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商正在使用這些規(guī)范來構(gòu)建全系列的連接設(shè)備，從單功能產(chǎn)品到功能豐富的可穿戴設(shè)備和復(fù)雜的機器人系統(tǒng)。

2、Working Groups

MIPI聯(lián)盟規(guī)范服務(wù)于六個基本應(yīng)用領(lǐng)域：physical layer, multimedia, chip-to-chip or interprocessor communications (IPC), control/data, and debug/trace and software。這些規(guī)范作為單獨的接口提供，使公司能夠采用滿足其特定需求的規(guī)范。

MIPI聯(lián)盟工作組是該組織的核心。正是這些目標(biāo)群體開發(fā)了MIPI規(guī)范。該組織目前擁有十幾個跨越移動設(shè)備設(shè)計的工作組。規(guī)范對創(chuàng)始人、發(fā)起人和貢獻(xiàn)者（Founders, Promoters and Contributor）成員公司開放。采用者（Adopter）成員不參加工作組，但他們可以使用最終的規(guī)范。

MIPI聯(lián)盟規(guī)范由技術(shù)工作組開發(fā)，專注于接口技術(shù)的特定市場需求。每個工作組的參與者都是該領(lǐng)域的國際專家。參與者通常來自半導(dǎo)體公司，軟件供應(yīng)商，IP提供商，外圍設(shè)備制造商，測試實驗室和終端產(chǎn)品OEM等等。

技術(shù)工作組由MIPI聯(lián)盟董事會根據(jù)內(nèi)部調(diào)查組或討論組的形式組成。一旦工作組成立，它就會建立一個開發(fā)路線圖和時間表，以便在起草規(guī)范時進(jìn)行充分的對話和討論。

目前的工作組如下所示：

3、Specifications Overview

MIPI聯(lián)盟規(guī)范在設(shè)備中提供六種類型的接口需求： 物理層，多媒體，芯片到芯片/處理器間通信（IPC），設(shè)備控制和數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)調(diào)試和軟件集成（physical layer, multimedia, chip-to-chip/interprocessor communications (IPC), device control and data management, system debugging, and software integration）。

每個規(guī)范都經(jīng)過優(yōu)化，以滿足三個基本性能特征：

• 低功耗以延長電池壽命，
• 高帶寬，以實現(xiàn)功能豐富，數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序，以及
• 低電磁干擾（EMI），以最大限度地減少無線電和設(shè)備子系統(tǒng)之間的干擾。

MIPI聯(lián)盟將其規(guī)格作為單獨的接口提供，使公司能夠使用那些適合自己特定需求的接口。供應(yīng)商可以將接口應(yīng)用于自己的高級功能，以提供附加價值或區(qū)分其產(chǎn)品。

3.1、Physical Layers

PHY是任何互連解決方案的核心。MIPI Alliance提供三個高性能和成本優(yōu)化的物理層系列：MIPI D-PHY，MIPI M-PHY和MIPI C-PHY（其實是四個，A-PHY正在開發(fā)中，預(yù)計2019年底發(fā)布）。公司可以應(yīng)用規(guī)范來支持智能手機和移動連接設(shè)備的各種協(xié)議層和應(yīng)用，例如平板電腦，筆記本電腦，汽車，機器人系統(tǒng)，可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)上的其他端點。

MIPI D-PHY主要用于將相機和顯示器互連到應(yīng)用處理器。MIPI M-PHY支持多媒體和芯片到芯片/處理器間通信。MIPI C-PHY支持相機和顯示器。每個PHY都滿足高性能，低功耗操作和低電磁干擾（EMI）接口的嚴(yán)格要求。

最新規(guī)范如下：

• MIPI C-PHY? v1.2, 28-Mar-2017
• MIPI D-PHY? v2.1, 28-Mar-2017
• MIPI M-PHY? v4.1, 28-Mar-2017
• MIPI HSI? v1.01, MIPI High-Speed Synchronous Serial Interface, 25-Jan-2009

3.2、multimedia

該部分包括Audio、Camera and Imaging、Display and Touch三部分，詳細(xì)如下：

音頻部分，MIPI Alliance提供兩個接口，MIPI SLIMbus和MIPI SoundWire，可簡化多種音頻組件在智能手機，PC，汽車等各種設(shè)備中的集成。MIPI SLIMbus主要用在移動設(shè)備中為大尺寸組件傳輸音頻的接口，MIPI SoundWire適用于小型音頻外設(shè)的統(tǒng)一接口。

MIPI SLIMbus和MIPI SoundWire都是在CMOS I/O上實現(xiàn)的。每個接口使用兩根線的硬件和傳輸接口，支持嵌入式控制和數(shù)據(jù)通道，多時鐘系統(tǒng)，同步和異步模式，PCM和PDM格式，以及嵌入式中斷，喚醒和時鐘停止。

Audio部分最新規(guī)范如下：

• MIPI SLIMbus? v2.0, 18-Nov-2015
• MIPI SoundWire? v1.1, 22-Aug-2016

MIPI Alliance提供相機和成像接口，以及標(biāo)準(zhǔn)化的相機命令集。每個都可用于為智能手機，平板電腦，汽車，視頻游戲設(shè)備，相機無人機，可穿戴設(shè)備和其他產(chǎn)品帶來高分辨率成像，豐富的色彩和高級的視頻功能。

MIPI Camera Serial Interface 2 (MIPI CSI-2) 運行在MIPI C-PHY和/或MIPI D-PHY物理層上。MIPI CSI-2廣泛應(yīng)用于移動領(lǐng)域。主要用于攝像機和主機設(shè)備之間的點對點圖像和視頻傳輸。

MIPI Camera Command Set (MIPI CCS) 定義了一組用于實現(xiàn)和控制圖像傳感器的標(biāo)準(zhǔn)相機命令規(guī)范，簡化了移動設(shè)備中圖像傳感器的配置。

MIPI Camera Serial Interface 3 (MIPI CSI-3) 運行在基于MIPI M-PHY物理層的MIPI UniPro傳輸層上。

Camera and Imaging部分最新規(guī)范如下：

• MIPI CCS? v1.0, MIPI Camera Command Set, 24-Oct-2017
• MIPI CSI-2? v2.1, MIPI Camera Serial Interface 2, 9-Apr-2018
• MIPI CSI-3? v1.1, MIPI Camera Serial Interface 3, 12-Mar-2014
• MIPI CPI? v1.0, MIPI Camera Parallel Interface, 23-Mar-2004
• MIPI CSI? v1.0, MIPI Camera Serial Interface, 23-Mar-2004

MIPI Alliance提供兩種顯示和觸摸規(guī)格，MIPI DSI和MIPI DSI-2，用于將顯示器或多個顯示器連接到應(yīng)用處理器。這些選項使設(shè)計人員能夠靈活地支持各種集成方法，具體取決于所使用的顯示技術(shù)類型以及滿足市場當(dāng)前或未來需求所需的所需配置。

MIPI聯(lián)盟顯示規(guī)范用于智能手機，平板電腦和其他移動設(shè)備。該規(guī)范還用于汽車儀表盤和車載信息娛樂顯示器，智能儀表，視頻游戲設(shè)備，智能手表等可穿戴設(shè)備，虛擬或增強現(xiàn)實頭戴式設(shè)備等。

Display and Touch部分最新規(guī)范如下：

• MIPI ALI3C? v1.0, MIPI Adaptation Layer for I3C, 09-Apr-2018
• MIPI DBI? v1.0, MIPI Display Bus Interface, 22-Mar-2004
• MIPI DBI-2?, MIPI Display Bus Interface 2, 16-Nov-2005
• MIPI DCS? v1.4, MIPI Display Command Set, 2-May-2018
• MIPI DPI-2? v2.00, MIPI Display Pixel Interface 2, 23-Jan-2006
• MIPI DPI? v1.0, MIPI Display Pixel Interface, 23-Mar-2004
• MIPI DSI-2? v1.1, MIPI Display Serial Interface 2, 2-May-2018
• MIPI DSI? v1.3.1, MIPI Display Serial Interface, 17-Dec-2015
• MIPI SDF? v1.0, MIPI Stereoscopic Display Formats, 14-Mar-2012
• MIPI TCS? v1.0, MIPI Touch Command Set, 09-Apr-2018

3.3、Chip-to-Chip/IPC

MIPI聯(lián)盟擁有一系列高速協(xié)議，用于4G/LTE調(diào)制解調(diào)器，Wi-Fi調(diào)制解調(diào)器，配套橋接芯片和應(yīng)用處理器之間實現(xiàn)芯片到芯片或處理器間通信（IPC）。每個規(guī)范都滿足了移動連接設(shè)備中對高性能，低功耗和低電磁干擾（EMI）的特殊需求。

MIPI UniPro主要用于傳統(tǒng)或模塊化設(shè)備架構(gòu)中的芯片到芯片或IPC的應(yīng)用程序無關(guān)傳輸層（application-agnostic transport layer）。MIPI DigRF用于連接RFIC和基帶處理器的高速接口。MIPI LLI用于應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器/基帶處理器之間提供點對點接口。它使基帶處理器能夠訪問應(yīng)用處理器的專用DRAM存儲器，以實現(xiàn)基帶處理器操作，從而無需基帶處理器擁有自己的專用DRAM芯片。

最新規(guī)范如下：

• MIPI DigRF? v4 v1.2, 4-Feb-2014
• MIPI Dual Mode? 2.5G / 3G RFIC v3.09.06, 5-Aug-2011
• MIPI LLI? v2.1, MIPI Low Latency Interface, 7-Nov-2014
• MIPI UniPro? v1.8, 11-Jan-2018

3.4、Control and Data

MIPI聯(lián)盟擁有一系列接口規(guī)范，用于管理低速組件的協(xié)議層，設(shè)計人員可以使用這些規(guī)范來控制組件并管理運營數(shù)據(jù)的使用和流程。

MIPI RF Front-End Control Interface (RFFE)簡化了復(fù)雜RF前端設(shè)備的集成。MIPI Battery Interface用于提高電池性能和安全性的“智能”接口。MIPI System Power Management用于將SoC連接到一個或多個外圍芯片的電源管理控制和數(shù)據(jù)總線。eTrak – Envelope Tracking Interface用于提高RF電源效率。MIPI I3C and I3C Basic用于移動，物聯(lián)網(wǎng)和汽車系統(tǒng)中連接傳感器，處理器和其他外設(shè)的總線接口。MIPI Virtual GPIO Interface (VGI)是一種用于移動系統(tǒng)中的邊帶信號和低速消息傳遞的通用架構(gòu)。

最新規(guī)范如下：

• MIPI BIF? v1.1.1, MIPI Battery Interface, 10-Mar-2015
• MIPI BIF? Hardware Abstraction Layer v1.0, 22-May-2013
• MIPI eTrak? v1.1, MIPI Envelope Tracking Interface, 10-Sep-2014
• MIPI I3C? v1.0, MIPI Improved Inter Integrated Circuit, 31-Dec-2016
• MIPI I3C Basic? v1.0, 8-Oct-2018
• MIPI RFFE? v2.1, MIPI RF Front-End Control Interface, 23-April-2018
• MIPI SPMI? v2.0, MIPI System Power Management, 28-Aug-2012

3.5、Debug and Trace

MIPI聯(lián)盟有一系列規(guī)范，可用于調(diào)試移動設(shè)備中連接的組件，例如物聯(lián)網(wǎng)上的端點。也可以用于調(diào)試應(yīng)用處理器，調(diào)制解調(diào)器，設(shè)備控制器，電源管理設(shè)備等。

最新規(guī)范如下：

• MIPI Gigabit Debug for IPS v1.0, 29-Jul-2016
• MIPI Gigabit Debug for USB v1.1, 2-Mar-2018
• MIPI HTI v1.0, MIPI High-Speed Trace Interface (MIPI HTI), 29-Jul-2016
• MIPI NIDnT? v1.2, MIPI Narrow Interface for Debug and Test, 5-Dec-2017
• MIPI PTI? v2.0, MIPI Parallel Trace Interface, 12-Oct-2011
• MIPI SPP? v1.0, MIPI SneakPeek Protocol, 3-Aug-2015
• MIPI STP? v2.2, MIPI System Trace Protocol, 11-Feb-2016
• MIPI SyS-T? v1.0, MIPI System Software – Trace, 9-Apr-2018
• MIPI TWP? v1.1, MIPI Trace Wrapper Protocol, 18-Dec-2014

3.6、Software Integration

MIPI聯(lián)盟開發(fā)了一系列規(guī)范，以簡化移動設(shè)備中組件的軟件集成，以及針對其他市場（如汽車系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)）的移動互聯(lián)。軟件規(guī)范包括基礎(chǔ)架構(gòu)框架和一系列接口規(guī)范，這些規(guī)范統(tǒng)一了MIPI Alliance協(xié)議的軟件發(fā)現(xiàn)和配置。這些解決方案使開發(fā)人員能夠在加載驅(qū)動程序時使用通用軟件方法來管理來自不同供應(yīng)商的各種組件。該方法不僅簡化了軟件集成，還降低了開發(fā)成本。

最新規(guī)范如下：

• MIPI DDB? v1.0, MIPI Device Descriptor Block,12-Oct-2011
• MIPI DisCo? v1.0, MIPI Discovery and Configuration (DisCo) Specification, 28-Dec-2016
• MIPI DisCo Specification for NIDnT, 24-Oct-2017
• MIPI DisCo Specification for SoundWire v1.0, 28-Mar-2017
• MIPI I3C? HCI? v1.0, 29-Sep-2017

以上就是針對MIPI Alliance、Working Groups、六大基本應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)規(guī)范的介紹，后續(xù)會針對各個領(lǐng)域的具體規(guī)范進(jìn)行相關(guān)介紹。

編輯：hfy