M31談MIPI在車(chē)用電子的需求與挑戰(zhàn)

摘要

MIPI是Mobile Industry Processor Interface（行動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器界面）的簡(jiǎn)稱(chēng)。本文將說(shuō)明MIPI在新興車(chē)用電子領(lǐng)域之地位與發(fā)展，接著針對(duì)MIPI在車(chē)用設(shè)計(jì)及測(cè)試上的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范提出觀點(diǎn)、并接續(xù)M31的MIPI產(chǎn)品線(xiàn)介紹，末節(jié)為MIPI技術(shù)服務(wù)之說(shuō)明。

MIPI在車(chē)用電子的地位與發(fā)展

MIPI協(xié)會(huì)為一開(kāi)放的會(huì)員制組織，2003年7月，由德州儀器（TI）、意法半導(dǎo)體（ST）、安謀（ARM）和諾基亞（Nokia），四家公司共同成立。此規(guī)格于近十年間蓬勃發(fā)展，手機(jī)、穿戴式裝置等商規(guī)產(chǎn)品中，包含顯示、鏡頭、儲(chǔ)存、橋接等訊號(hào)收發(fā)，都透過(guò)了MIPI協(xié)會(huì)所制定的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)至今日，人工智能和車(chē)用電子也陸續(xù)導(dǎo)入，但車(chē)規(guī)畢竟與商規(guī)不同，挑戰(zhàn)也隨之而出。

近年車(chē)用電子的需求顯著提升，對(duì)比消費(fèi)性電子產(chǎn)品，車(chē)用電子對(duì)于抗高溫、故障率等可靠度與安全標(biāo)準(zhǔn)要求都嚴(yán)格許多。納入設(shè)計(jì)考慮并通過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范AEC-Q100和ISO26262等已成為開(kāi)發(fā)車(chē)用IP時(shí)的必要關(guān)鍵。MIPI已與人們的生活緊密結(jié)合，顯現(xiàn)于車(chē)載裝置廣泛應(yīng)用上，由顯示端的應(yīng)用，如導(dǎo)航、時(shí)速表、娛樂(lè)系統(tǒng)等，到鏡頭端應(yīng)用，包含環(huán)景偵測(cè)、駕駛狀態(tài)監(jiān)測(cè)、緊急煞停系統(tǒng)等，還有如倒車(chē)影像為結(jié)合顯示與鏡頭的應(yīng)用。上述車(chē)用功能往往比商用產(chǎn)品更加復(fù)雜、需要更龐大的數(shù)據(jù)傳輸量并大幅推升設(shè)計(jì)難度。

車(chē)用電子的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

在車(chē)用電子的標(biāo)準(zhǔn)中，AEC-Q100和ISO26262分別涵蓋模塊驗(yàn)證和功能認(rèn)證，AEC-Q100由北美汽車(chē)產(chǎn)業(yè)所推動(dòng)，針對(duì)的是IC類(lèi)別，并規(guī)范了加速生命周期仿真、芯片制造可靠性、電性驗(yàn)證等多項(xiàng)測(cè)試。身為IP設(shè)計(jì)公司，M31主要進(jìn)行HTOL高溫壽命試驗(yàn)（High Temperature Operation Life）及ESD靜電放電（Electrostatic Discharge）相關(guān)項(xiàng)目。

而ISO26262標(biāo)準(zhǔn)則規(guī)范FuSa（Functional Safety）功能安全，確保設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的遵循流程。標(biāo)準(zhǔn)中明確定義風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，稱(chēng)之為車(chē)輛安全完整性等級(jí)-ASIL（Automotive Safety Integrity Level），等級(jí)由低至高依序?yàn)锳至D，其方法為設(shè)計(jì)過(guò)程中導(dǎo)入失效分析，藉由偵錯(cuò)機(jī)制之對(duì)應(yīng)覆蓋率計(jì)算出ASIL，不同的車(chē)載產(chǎn)品會(huì)對(duì)應(yīng)不同的ASIL等級(jí)。針對(duì)市場(chǎng)需求，M31著重于ASIL B之取得，自2018年通過(guò)開(kāi)發(fā)流程認(rèn)證，并接續(xù)通過(guò)D-PHY和M-PHY的IP認(rèn)證（圖二），并擬訂于今年完成C/D-PHY Combo IP認(rèn)證。針對(duì)車(chē)用需求之客戶(hù)，提供失效模式影響和診斷分析FMEDA(Failure Modes Effects and Diagnositcs Analysis）、安全手冊(cè)SM(Safety Manual）等文件，協(xié)助客戶(hù)進(jìn)行產(chǎn)品整合。

M31 MIPI車(chē)規(guī)產(chǎn)品介紹

M31在MIPI領(lǐng)域已耕耘十年，提供依照車(chē)輛安全I(xiàn)SO26262 ASIL B規(guī)范開(kāi)發(fā)于C-PHY、D-PHY、M-PHY、及C/D-PHY Combo硅智財(cái)解決方案。

在D-PHY產(chǎn)品線(xiàn)中，M31從40奈米的成熟制程至7奈米的先進(jìn)制程，無(wú)論是發(fā)射器（Transmitter）或接收器（Receiver）皆已完成布局，依ISO26262 ASIL B規(guī)范開(kāi)發(fā)并已取得認(rèn)證。視不同制程，最高速支持6.5Gbps，對(duì)應(yīng)之規(guī)格為D-PHY v2.5，并已通過(guò)規(guī)格一致性測(cè)試CTS（Conformance Test Suit）v1.0的完整測(cè)試，具備低功耗、小芯片面積、信道交換（Lane Swapping）、最高速內(nèi)建自我測(cè)試BIST（Built-in Self-test）設(shè)計(jì)，并同時(shí)支持8-bit及16-bit實(shí)體協(xié)議接口PPI（PHY Protocol Interface）標(biāo)準(zhǔn)。

MIPI C/D-PHY產(chǎn)品線(xiàn)，除具備D-PHY產(chǎn)品特點(diǎn)，同時(shí)支持C-PHY 16-bit及32-bit PPI標(biāo)準(zhǔn)，M31提供40奈米制程至3奈米制程，目前已進(jìn)行至認(rèn)證之最終階段。視不同制程，提供規(guī)格C-PHY v2.0 / D-PHY v2.5，最高支持4通道總帶寬59.28Gbps，目前40奈米至7奈米皆已通過(guò)CTS v1.0之完整測(cè)試，同時(shí)5奈米預(yù)計(jì)于年底完成測(cè)試及驗(yàn)證，而3奈米也已在開(kāi)發(fā)階段。

M-PHY產(chǎn)品線(xiàn)則提供從55奈米制程至5奈米制程，M31在16/12奈米以上制程，提供v3.1規(guī)格，并皆依ISO26262 ASIL B規(guī)范開(kāi)發(fā)且已取得認(rèn)證，并全數(shù)通過(guò)CTS測(cè)試。并以v4.1規(guī)格持續(xù)開(kāi)發(fā)7奈米和5奈米制程技術(shù)。

M31專(zhuān)業(yè)MIPI技術(shù)服務(wù)

M31技術(shù)團(tuán)隊(duì)，專(zhuān)精于MIPI領(lǐng)域，產(chǎn)品具備從55奈米到3奈米制程技術(shù)，并針對(duì)不同需求皆有完整的布局，客戶(hù)涵蓋顯示技術(shù)、智能影像偵測(cè)等多媒體芯片設(shè)計(jì)公司，乃至車(chē)用電子芯片設(shè)計(jì)公司。同時(shí)，M31也具備多面向的技術(shù)支持服務(wù)以及完整的實(shí)驗(yàn)室建構(gòu)與量測(cè)設(shè)備從訊號(hào)質(zhì)量分析、電氣特性量測(cè)到系統(tǒng)兼容性測(cè)試及問(wèn)題偵錯(cuò)排除，皆與客戶(hù)保持密切合作，將助于提高客戶(hù)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，共創(chuàng)雙贏。