MIPI 規(guī)范：實現低功耗消費物聯網

消費物聯網 (CIoT) 市場——涵蓋從可穿戴健康追蹤器、智能手表、兒童玩具和嬰兒監(jiān)視器，到煙霧探測器、門鎖、智能電視和揚聲器、家庭自動化和電器(僅舉幾例)——的所有領域——預計在未來十年內大幅增長。

實現超連接世界的愿景，其中個人對象和人無縫互連，交換數據并使用人工智能做出有見地的決策以造福個人，5G、人工智能、大數據等多種技術趨勢推動了 CIoT 市場的增長。數據分析、云計算和機器視覺。

為了實現這些應用，CIoT 連接設備將使用越來越先進的攝像頭來實現機器視覺，使用更高分辨率的顯示器來實現豐富的用戶界面以及無數傳感器、執(zhí)行器和其他組件來與周圍的世界進行交互。許多這些設備的一個基本要求將是低設備功耗，以實現較長的電池壽命和在受限電源下運行。

本文解釋了開發(fā)人員如何利用已在數十億設備中廣泛實施的 MIPI 規(guī)范來創(chuàng)建成功的低功耗 CIoT 設備并減少開發(fā)工作量。繼續(xù)閱讀以了解有關特定規(guī)范的好處以及它們如何啟用最先進的 CIoT 應用程序的更多信息 - 以智能手表和家庭安全攝像頭為例。

MIPI 規(guī)范對 CIoT 的好處

MIPI 聯盟開發(fā)標準化接口以連接電子設備內的嵌入式組件(相機、顯示器、傳感器、通信模塊)，使開發(fā)人員能夠創(chuàng)建創(chuàng)新的連接設備，同時縮短上市時間和成本。

許多 MIPI 規(guī)范為 CIoT 應用程序提供了關鍵優(yōu)勢，使尺寸受限的設備能夠以低功耗運行、無線連接、低引腳/線數和低電磁干擾( EMI)：

· MIPI I3C 提供低功耗、兩線接口以連接傳感器和其他外圍組件。它支持低功耗特性，例如中斷、熱連接和同步時序控制。

· MIPI DSI-2 連接高級顯示器并支持顯示分區(qū)以啟用低功耗待機模式。

· MIPI CSI-2 連接高級相機和其他傳感器，使用智能感興趣區(qū)域在相機組件內實現低功耗視覺推理。

· MIPI SoundWire 驅動麥克風陣列和揚聲器等高級音頻組件，實現噪聲消除、低功耗“關鍵字”激活和低 EMI 操作，以實現更緊密的組件封裝和最小的電磁兼容性 (EMC) 屏蔽

· MIPI C-PHY 和 D-PHY 物理接口減少了線路和引腳數，并產生低 EMI，從而允許需要較少 EMC 屏蔽的較小設備

· 用于加速設備設計和開發(fā)的軟件和調試規(guī)范和資源

用例：智能手表

智能手表由傳感器、顯示器、電池、內存、本地無線連接和 ECU 組件組成。對這些設備的關鍵要求是組件的緊密封裝以創(chuàng)建小型、輕便的產品，并且需要低功耗以在活動和待機操作模式下延長電池壽命。

適用于智能手表的 MIPI 規(guī)范包括：

· MIPI I3C 提供低功耗、兩線接口以連接心率、運動和其他傳感器以及簡單的 UI 組件，例如 LED 和觸覺

· MIPI DSI-2 驅動高級顯示器，支持顯示分區(qū)以實現低功耗操作模式

· MIPI C-PHY 物理接口可減少線路和引腳數，并產生低 EMI，從而允許需要較少 EMC 屏蔽的較小設備

· MIPI SoundWire 用于驅動麥克風和揚聲器等高級音頻組件

用例：家庭安全攝像頭

越來越多的家庭安全攝像頭變得完全無線化，耗盡電池電量以允許將攝像頭放置在家中和周圍，而無需永久連接電源。這些設備結合了先進的攝像頭傳感器，通常包含麥克風、揚聲器和執(zhí)行器，以實現電動平移/傾斜功能。

適用于家用相機的 MIPI 規(guī)范包括：

· CSI-2 作為連接高分辨率相機的高度可擴展接口，它還使用 CSI-2 的通用串行鏈路功能通過單個 MIPI C-/D-PHY 接口提供相機命令和控制。

· SoundWire 提供共享的兩線接口來驅動揚聲器和麥克風，實現噪聲消除和低功耗關鍵字激活

· I3C 提供共享的兩線接口以連接傳感器、執(zhí)行器和簡單的 UI 組件，例如 LED 和按鈕

· UFS over MIPI UniPro/MIPI M-PHY 用于存儲高分辨率圖像

綜上所述

MIPI 聯盟提供物理層、協議層、軟件、測試和調試規(guī)范的組合，幫助開發(fā)人員解決新興 CIoT 用例所需的許多具有挑戰(zhàn)性的功率、尺寸和 EMI 限制。