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射頻前端、攝影、顯示、感測、車用裝置介面,MIPI 聲勢壯

本文作者:任苙萍       點擊: 2019-11-06 08:16
前言:
於 2003 年成立的 MIPI 聯盟,旨在讓行動裝置的照相機、攝影機和顯示器擁有共同介面,手機尤其是重中之重。如今,MIPI 已有 328 個會員、遍佈 27 國,陣容堅強——其中負責制訂規範的貢獻者有:円星科技 (M31)、聯發科技 (MediaTek)、群聯電子 (Phison Electronics)、瑞昱半導體 (Realtek) 與慧榮科技 (Silicon Motion) 等五家廠商;董事會則由英持爾 (Intel)、博世 (Bosch)、意法半導體 (ST)、德州儀器 (TI)、高通 (Qualcomm)、三星 (Samsung)、新思科技 (Synopsys)、東芝 (Toshiba) 所組成。
 

照片人物:MIPI 聯盟董事總經理 Peter Lefkin
 
MIPI 聯盟董事總經理 Peter Lefkin 表示,MIPI 生態系橫跨代工業 (OEM)、處理器、半導體、測試、矽智財、消費電子和汽車電子,涉及低功耗、高頻寬、低電磁干擾 (EMI) 等48 個規範家族——以移動式系統為例,其設計方塊圖中的每一條線路都代表一個 MIPI 規範 (如下圖所示)。產業別已從行動裝置外溢至物聯網 (IoT)、汽車業、飛機、醫材和工控等。通訊每隔十年就會前進一個世代,資料吞吐量將是前一代的百倍,而 5G 裝置將更趨多元;雖然 5G 基礎建設的核心網路與接取網路迥異於前幾代,但多數裝置端的傳輸介面仍可沿用 4G 規範。
 

圖:移動式系統之設計方塊圖示例
資料來源:MIPI 聯盟提供

MIPI 聯盟強調,5G 演進不只是無線端,包括攝影機、顯示器、無線電、觸控、儲存和音訊等裝置的傳輸介面也要與時俱進,以實現機器手臂等較長距離的傳輸,主要對應四大規範:
●MIPI RFFE (射頻前端):大規模多輸入多輸出 (Massive MIMO) 和毫米波 (mmWave);
●MIPI CSI-2:從相機拓展至視訊和新興影像用例;
●MIPI DSI-2:提升顯示解析度,延伸至觸控及 XR 用例;
●MIPI I3C:集成更多高精度感測器。
 
如今的汽車,儼然已是廣義的行動裝置,偌大商機自然也吸引 MIPI 的目光,故開發出「A-PHY」專用介面搶市。MIPI 聯盟表示,雖然手機年產 20 億支大於汽車每年 1 億台的產量,但自駕車用到的感測器介面至少有十個,換算下來每年也有十億個感測器需求,規模近乎手機的一半,不容小覷。再者,汽車產業變革的推動,如:新車安全評價制度、燃油效率要求、碰撞警示系統、車道偏離警示、煞車防鎖死………,汽車絕對是眾兵家必爭之地。汽車與手機基本無異,差別只在距離與實體層介面不同;手機通訊距離約 10~15 吋,而汽車可達 15 公尺。
 
MIPI 聯盟釋疑,他們專注的是行動裝置本身,而 3GPP 面向的是網路端標準。另單就介面層標準來看,相較於同步雙向傳輸的車用乙太網,介面上須加裝一個處理器,會增加成本與功耗;A-PHY 採用直接相連且非同步傳輸架構,好處是:多個攝影機傳輸到車上主機或閘道器的速率高 (>10Gbps),但允許反向傳輸低以降低成本。兩者可互補共存,並非競爭關係。MIPI 聯盟還透露,「功能性安全」(Function Safety) 將是下個階段性目標,現正積極向業界收集收發器等具體規範的需求清單,預計今年底、明年初將出爐穩定版標準草案,於 2024 年正式發佈。

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