手機晶片介面邁向標準化

本文作者:admin       點擊: 2006-03-07 00:00
前言:
由ARM、Nokia、ST和TI等大廠在2003年七月成立的MIPI行動通訊產業處理器介面聯盟,旨在降低手機與晶片的設計複雜度與成本同時提升其彈性。2005年11月,MIPI聯盟發表了第一項針對照相手機影像感測器介面制定的規格,就在不久前,Micron率先發表採用這項規格的2百萬像素CMOS 感測器。MIPI聯盟還計畫發表顯示器、音效和電源管理晶片和其他周邊的介面。預計到2007年,該聯盟將發表突破每秒兆位元屏障的實體層介面。

對各種已知的系統功能而言,手機業者今天需面對多達五種相互競爭且專有的實體層介面。MIPI的目標就是想將這麼多的實體層標準減少到二至四種,以多重協定做為基底,涵蓋各種功能,所有目標預定要延續五至十年。如此,系統廠商可以得到更好的互通性且在選擇晶片廠商時得到更大的彈性。

D-PHY與 CSI-2是mipi聯盟一系列規格中的開路先鋒,是在2005年11月提出的串列介面。這二種新規格,透過擴展感測器與處理器的互通性,並減少半導體、相機感測器和手機廠商的開發時間,加速下一代照相手機的發展。鑑於各不相容的專有介面,MIPI聯盟集合超過90家(註)求手機內匯集介面的開放標準。

CS-2:匯集相機介面令人注目的實例
隨著照相手機體積的不斷縮小且朝向2百萬像素以上解析度發展,CSI-2正解決了手機業界面臨的互連挑戰。它是介於相機感測器與應用處理器之間一種具延展性,低腳位數,低功率,高頻寬的介面。照相手機設計者先前已經飽受平行介面腳位不足之苦,或是得從多種不相容,低頻寬,往往是專有規格的串列介面做一選擇。隨著CSI-2的發表,設計者現在有了技術更為卓越的開放標準可供選擇。低腳位數的CSI-2能讓相機信號通過折疊式手機折疊軟板空間有限的導線加以傳輸。CSI-2的資料率最高可達4Gbps,足以讓手機架構因增加新的相機特性而更有彈性,並可支援解析度超過1000萬像素的感測器。
包括手機大廠,相機感測器廠商,處理器供應商都咸為CSI-2的發展共同合作,確保它能滿足每個領域的技術要求。有許多公司現已開發出使用CSI-2的產品,可預期CSI-2將獲得快速採用成為行動通訊產業中相機週邊的標準介面。

D-PHY將成另一種介面解決方案
實體層(PHY)是各種先進串列互連標準的核心。功能各異的周邊時常在PHY階段共用相同的規格。由於體認到這一點,MIPI發展出單一的D-PHY規格,就如同是可再使用的實體層解決方案,讓MIPI相機介面,顯示器面板介面與通用高速/低功率介面都能有所依據。這不只有助MIPI中的多重標準得以順暢的開發,而且使在半導體產品中實現這些介面的公司因此受益,因為在相關設計上有許多PHY研發的投資可以重覆使用。

通過一種先進的同步信號源,差動SLVS設計,MIPI D-PHY提供每通道高達1Gbps的傳輸率,它可依應用所需決定通道數目。D-PHY能滿足手機設計對低功率,低雜訊產生以及抗高雜訊的嚴苛需求。以1.2V電壓源為基礎,它涵蓋了未來半導體製程技術,讓基於D-PHY的各種標準具有長久的產品壽命。

預計到三月中旬,MIPI聯盟將發表D-PHY專用的顯示器串列介面協定,用以支援各種顯示器類型,解析度最高可達XGA(1024X768像素)。 

事實上,即使有廠商支持現有由業界自行制定的介面,如由Epson與Renesas制定的MVI(Mobile Video Interface)以及National Semiconductor制定的Mobile Pixel Link(MPL),但MIPI規格恐怕才是業界寄望的主要方向。

據知,日系手機採用MVI介面並不多, National雖然有計劃將MPL增強到16-18位元,但長期而言仍看好MIPI規格。

2006之後的規劃
今年內,MIPI將針對D-PHY發表所謂統合型協定,或稱UniPro。它以需要高頻寬連結廣泛的周邊為目標,包括電視接收器與WiFi裝置。UniPro可望做為一種涵蓋相機、顯示器與其他系統的單一協定,但現在談論仍為時過早。

MIPI在2006年還有其他兩種介面的規格要完成,其中一種是針對媒體的串列低功率互連介面,或稱SLIMbus;另一種是電源管理IC專用的串列互連介面。
SLIMbus使用一種單獨,非差動的實體層,通過一個通道可運行50 Mbits/s或更低的傳輸率。它旨在取代今天的I2C and I2S介面,而又能提供更多的特性,且具有兩者相同或更低的功率。SLIMbus將是第一種前衛的音訊匯流排,而且它對Bluetooth或任何一種控制裝置應用都很理想。

展望2007,MIPI計劃制定M-PHY,它是一種透過使用嵌入式時脈技術突破兆位元屏障的規格。現行的相機,顯示器與其他協定將可能採用此規格。

附註:
* MIPI委員會成員:Intel, Philips,Motorola,Nokia,Samsung,ST,TI
* 贊助會員:Anyka Cayman,Arasan Chip Systems,ARM,ATI,AudioAsics ,Austriamicrosystems.,Broadcom,CSR,Core Logic,Ericsson,Freescale ,GCT Semiconductor,Icera,Infineon,Lauterbach Datentechnik GmbH,Leadis Technology,LG,M-Systems,MagnaChip,Marvell,Matsushita,Micron,Mtekvision,National Semiconductor,NEC Electronics ,NVIDIA,OmniVision,Palm,Renesas,RF MD,Rohm,SanDisk,Seiko Epson,Sharp,Sonion,Sony Ericsson,Symbian,Synopsys,Toshiba,TransChip,Vimicro,Wolfson Microelectronics
* 採用廠商:Advasense,Akustica,Alps Electric,Altus Technology,Anoto AB,Artimi,Avago,BenQ Mobile,Chipnuts Technology (Shanghai) Inc.,Cypress,DGIST,Elpida Memory,Enpirion,ESS,Himax,Imagination Technologies ,MediaTek,Mentor Graphics ,Mitsumi Electric ,Nethra Imaging,Nextreaming,Novatek Microelectronics,PicoNetics,Pixelplus,PortalPlayer,RFI Global Services,SiliconFile,Sitronix,SmediaTech,Solomon Systech Ltd.,Sunplus,Toppoly Optoelectronics,UltraChip,Wisepal
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