题记：视觉和人工智能的融合正在推动 MIPI 标准越来越多地被行业所采用，而不仅仅是手机。

用于越来越多应用的低成本、高性能图像传感器的爆炸式增长正在推动 MIPI 接口进入各种新市场，在这些市场中标准化信号协议和特性变得至关重要。

多年来，MIPI 几乎是手机的代名词。但随着更高分辨率的图像传感器越来越多地部署在汽车、人工智能、物联网和医疗设备中，对 MIPI 的兴趣正在远远超出其核心市场。

“这些是非常小的、非常高分辨率的传感器，它们可以产生出色的图像，”Cadence IP 部门产品营销部门总监 Marc Greenberg 说。 “移动设备有两个、三个或四个这样的传感器，它们被设计成一系列设备，从家庭安全摄像头到机器人，再到工业物联网以及军事设备。这些传感器的成本足够低，因此它们被应用于许多以前没有图像传感器的不同类型的设备。”

除了图像传感器的增加外，神经网络方面也存在收敛，因为这些图像的解释发生在更接近源的位置。 “我们已经到了这些神经网络非常擅长理解他们所看到的东西的地步，”格林伯格说。 “是一个人吗？它是一个对象吗？那个人怎么动？这种运动是正常的还是不正常的？这种动作是否是一种指示姿态，例如改变频道？这种融合是关于传感器的可用性和神经网络理解图像传感器正在查看的内容的能力，这指向“无处不在的视觉”的趋势，有时还与人工智能相结合。例如，有一个微波炉可以在加热之前和加热过程中拍摄您的食物图像，并以 93% 的准确率决定最佳加热算法。”

图像传感器与某种程度的智能相结合的应用有多种可能性。其中包括：

1.汽车正在使用成像来避免碰撞，并且越来越多地它们被用于检测诸如黑冰之类的路况，即使驾驶员看不到它。

2.安全系统越来越多地区分日常活动和异常活动，包括从面部识别到识别可疑动作的所有内容。

3.各种可穿戴设备中的安全检测器可以检测到人何时跌倒并在必要时寻求帮助。

4.零售摄像头可以识别普通购物者并预测性别、年龄、身高和体重，以显示有针对性的广告，就像电影《少数派报告》中的场景。

MIPI 是所有这些应用程序的重要组成部分。 Synopsys 移动、汽车和消费类 IP 产品营销总监 Hezi Saar 表示：“要为移动 [电话] 提供服务，您需要低功耗、低 EMI、低引脚数和紧凑型。” “MIPI 一直将自己确立为实现这些规范的方式，这些规范正在移动之外实施。汽车紧随移动设备的采用，以及物联网，这就是我们开始看到更多应用程序使用它的地方。大多数采用是在相机多媒体标准中。事实上，协议一直在进步。 PHY 提供 C-PHY、D-PHY 和显示器所需的带宽，以及额外的带宽、特性和功能，例如使用 DSC（显示流压缩）进行压缩。”

MIPI D-PHY 标准

Cadence IP Group 的高级首席设计工程师 Mark Lewis 指出，其他应用包括需要发送大量数据的军用级传感器。 “这导致然后试图确定如何以节能的方式将这些数据输入系统。这就是标准组织似乎正在努力的地方。这些人必须密切关注与现有标准的兼容性。”

例如，其他功能可以在 MIPI 相机串行接口 (CSI) 之上分层，以更节能的方式传输数据。 “还有很多来自公司的信息是关于传输有限数量的数据，而不是发送所有内容，这减轻了应用程序处理器的负担，”刘易斯说。

MIPI CCS标准

CSI 标准最近增加的一项包括 Always On Sentinel 控制器 (AOSC)，它用于始终在线/始终感知应用程序。传统上，CSI 规范定义了传感器上的 MIPI CSI-2 如何与 MIPI 物理层 (D/C-PHY) 接口。 AOSC 通过定义 MIPI CSI-2 和 MIPI-I3C 之间的接口来进一步实现这一点，以通过这个相对低功耗的物理接口将足够的像素信息传输到 DSP，DSP 从传感器请求数据以检测事件。然后，此事件的检测将切换到通过 MIPI C/DPHY 将完整图像数据传输到应用处理器。

MIPI CSI 标准

另一个添加是 Int 的智能区域erest (SROI)，它提供了一种仅传输图像中选定的感兴趣区域而不是整个图像的机制。这样可以提高帧速率，同时减少需要移动的数据量以及移动数据所需的能量。这也意味着可以在不发送冗余数据的情况下处理重要区域的更高分辨率图像。

MIPI CSI-2 支持压缩数据的传输，虽然 MIPI 规范没有定义，但它可用于降低应用处理器和摄像头模块之间的数据带宽要求。通过使用 RAW 数据类型，这在 MIPI 规范中早已可用。

图 1：不断发展的 MIPI 成像解决方案。资料来源：MIPI 联盟

汽车中的 MIPI

如今，在汽车领域，有许多连接选项，其中许多是专有的。但随着车辆越来越电气化，配备先进的成像传感器和其他功能，这种情况正在发生变化，而且已经普遍使用的 MIPI 正在进一步扩展。

Mixel 首席执行官 Ashraf Takla 表示：“MIPI 已经在汽车领域使用了很多年，我们的大部分客户都在汽车领域的摄像头和显示器以及激光雷达领域。” “在任何你看到传感器的地方，它都很有可能使用 MIPI，即使在汽车中也是如此。而且这种情况已经持续了好几年了。”

MIPI 特别适合汽车环境。 “这是一种不对称的沟通方式，”塔克拉说。 “你向一个方向发送大量数据，向相反方向发送非常少的数据。出于同样的原因，MIPI 非常适合移动设备，传感器也是如此——汽车应用也是如此。虽然汽车市场与移动市场不同，但传感器已经存在，而且 MIPI 在传感器方面取得了成功。所有传感器制造商都使用它，因此它非常适合汽车。”

随着汽车 OEM 和 1 级、2 级和 3 级技术提供商越来越关注安全性——尤其是在安全性方面——MIPI 安全工作组 [2021 年 3 月成立] 已加大力度应对外部威胁。根据 MIPI 联盟的说法，工作将集中在定义如何映射行业安全框架、协议和算法以保护 MIPI 接口，以及如何将来自其他 MIPI 工作组的输入纳入未来的规范和支持材料。

“监听模拟信号以侵入系统比在数字方面进行监听要困难得多，”Takla 说。 “如果你有数字方面的数据，而且它更容易获得。如果你想做恶意的事情，那当然是你要去的地方。为了安全起见，我们总是担心数字数据，因为这是人们将要监控并试图进入的内容。”

Cadence的刘易斯同意了。 “安全性已内置到协议标准中，因为您必须能够传递这些信息，”他说。 “协议标准规定了信息的去向、信息是什么、它包含什么。安全性是端到端的，包括额外的信息，例如确保数据从 A 到 B 需要什么、没有被弄乱、没有被中断以及数据来自你期望它来自的传感器。”

除了安全性之外，MIPI 在汽车领域的活动还包括与 MIPI A-PHY 的长距离接口，这是一种针对 ADAS、ADS 和其他汽车应用（如摄像头和车载信息娱乐显示器）的长距离 SerDes 物理层规范。

长距离传输数据需要这些新的物理标准。

图 3：不同的 MIPI 互连选项。资料来源：MIPI 联盟

Synopsys 的 Saar 指出，车辆中的更多显示器，无论是大型显示器还是小型显示器，例如电子镜，都是基于 MIPI 的显示串行接口 (DSI) 的良好候选者。 “在过去的两年里，MIPI Alliance 已经开始投资汽车 SerDes 领域的 A-PHY 规范，”他说。 “这是一个相当新的规范，这确实是提供长期标准的基础。”

A-PHY 的愿景是统一汽车数据，使传感器能够将信号传输到 ECU，然后与来自其他传感器的数据一起处理。从那里，处理后的数据将被发送到一个或多个显示器。 C-PHY 和 D-PHY 仍可用于短距离。

MIPI A-PHY 与其他标准竞争，包括来自汽车 SerDes 联盟 (ASA) 的标准。 “这里也可以考虑以太网，尽管它不直接竞争，但仍有市场份额，”Tak拉说。 “MIPI A-PHY 是否会成为采用的领先标准尚未确定。陪审团还没有定论。 ASA 正在尽其所能占领该市场。 MIPI A-PHY 和 ASA 是正面竞争者。他们追求的是同一个市场。当然，以太网是一个完全不同的球赛，但它不是面对面的竞争。 MIPI 和以太网在长距离上存在重叠。在宝马的推动下，MIPI 联盟已经考虑了很长一段时间。在 A-PHY 和 ASA 之间发生这种分歧真的很可惜，因为一开始，它只是在 MIPI 联盟内部。包括宝马在内的一些公司对其所采取的方向不满意，因此他们成立了 ASA，而这就是竞争的开始。”

更糟糕的是原始设备制造商开发的竞争接口。 “现实情况是，今天几乎 100% 的市场都由专有接口控制或服务，除非发生某些事情，否则这些接口将继续主导并继续为该市场提供服务，”萨尔说。 “A-PHY 和 ASA 试图将其标准化为一个标准。这个市场没有达成一致，什么是正确的接口，什么是需要使用的单一接口，现在 OEM 和 IP 提供商将其视为专有接口与标准 A 和标准 B 之间的战斗. 为了解决这个问题，我们要么需要等待，看看哪种技术更优越，要么使用连接即将到来的技术的桥梁，比如 A-PHY 或 ASA。”

对于 OEM 来说，任何右转或左转都非常具有竞争力。原始设备制造商不想暗示他们的发展方向，因为原始设备制造商现在也开始设计自己的芯片以便他们可以决定自己的命运，这使情况变得复杂。

《高速 Serdes 器件和应用》

“这些变化不会像我们在移动行业看到的那样迅速发生，因为汽车行业发展缓慢，”萨尔说。 “原始设备制造商及其分层供应商都将关注风险，可能不会立即介入。相反，他们将尝试依赖桥接器，以免冒这个汽车 SerDes 决定的风险。摄像头、显示器和相关技术已经存在，各种汽车厂商只想利用他们能做的一切。”

《串行通信接口手册：串行数字输入/输出 (I/O) 标准综合纲要》

结论

对于大多数电子产品来说，MIPI 已经在雷达下发展得很好。但随着越来越多的行业处理更多的数据——尤其是更多的图像数据——它的有用性正在增加，它的采用也在增加。

这在带摄像头的手机中当然很明显，但它也正在成为其他市场的支柱——尤其是汽车，其中摄像头和屏幕的数量正在迅速增加。

“虽然汽车领域仍有很多未知数，但汽车中发生的变革将推动许多设计，”萨尔说。 “就 MIPI 而言，即使汽车 SerDes 联盟面临挑战，以及 ADAS 和不断变化的汽车格局带来的其他市场未知因素，但 MIPI 正在发生重大转变。”