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，以及相關的一些應用，以便對MIPI有一個全面的了解。后續(xù)會針對每一個部分進行詳細介紹。

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)起的為移動應用處理器制定的開放標準和一個規(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)盟旨在推進手機應用處理器接口的標準化。

MIPI聯(lián)盟鼓勵所有手機行業(yè)內(nèi)的公司加入，包括：手機設備制造商、半導體廠商、軟件廠商、系統(tǒng)供應商、外圍設備制造商、知識產(chǎn)權提供商、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的重點是設計和推廣硬件和軟件接口，以簡化設備內(nèi)置組件的集成，從天線和調(diào)制解調(diào)器到外圍設備和應用處理器。MIPI聯(lián)盟制定了所有規(guī)范，以滿足移動設備所需的嚴格操作條件：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，應用處理器以及外圍設備，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)正在設計中利用移動技術。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)供應商正在使用這些規(guī)范來構建全系列的連接設備，從單功能產(chǎn)品到功能豐富的可穿戴設備和復雜的機器人系統(tǒng)。

2、Working Groups

MIPI聯(lián)盟規(guī)范服務于六個基本應用領域：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備設計的工作組。規(guī)范對創(chuàng)始人、發(fā)起人和貢獻者（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)范由技術工作組開發(fā)，專注于接口技術的特定市場需求。每個工作組的參與者都是該領域的國際專家。參與者通常來自半導體公司，軟件供應商，IP提供商，外圍設備制造商，測試實驗室和終端產(chǎn)品OEM等等。

技術工作組由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)密集型應用程序，以及
• 低電磁干擾（EMI），以最大限度地減少無線電和設備子系統(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。供應商可以將接口應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，預計2019年底發(fā)布）。公司可以應用規(guī)范來支持智能手機和移動連接設備的各種協(xié)議層和應用，例如平板電腦，筆記本電腦，汽車，機器人系統(tǒng)，可穿戴設備和物聯(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，汽車等各種設備中的集成。MIPI SLIMbus主要用在移動設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，以及標準化的相機命令集。每個都可用于為智能手機，平板電腦，汽車，視頻游戲設備，相機無人機，可穿戴設備和其他產(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廣泛應用于移動領域。主要用于攝像機和主機設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準相機命令規(guī)范，簡化了移動設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用處理器。這些選項使設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類型以及滿足市場當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，視頻游戲設備，智能手表等可穿戴設備，虛擬或增強現(xiàn)實頭戴式設備等。

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)或模塊化設備架構中的芯片到芯片或IPC的應用程序無關傳輸層（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)簡化了復雜RF前端設備的集成。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。

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)試應用處理器，調(diào)制解調(diào)器，設備控制器，電源管理設備等。

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)范包括基礎架構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、六大基本應用領域相關規(guī)范的介紹，后續(xù)會針對各個領域的具體規(guī)范進行相關介紹。

編輯：hfy