모바일 산업 프로세서 인터페이스 (MIPI®) 표준은 스마트 폰, 태블릿, 랩톱 및 하이브리드 장치와 같은 모바일 장치 설계에 대한 산업 사양을 정의합니다. MIPI 인터페이스는 5G 모바일 장치, 커넥 티드 카 및 사물 인터넷 (IoT) 솔루션에서 전략적 역할을합니다. MIPI 표준은 MIPI D-PHY®, M-PHY® 및 C-PHY®의 세 가지 고유 한 물리적 (PHY) 계층 사양을 정의합니다. MIPI D-PHY 및 C-PHY 물리 계층은 카메라 및 디스플레이 애플리케이션을 지원하고 고성능 카메라, 메모리 및 칩 대 칩 애플리케이션은 M-PHY 계층에서 지원됩니다.
MIPI는 Intel, Nokia, Samsung, Motorola, TI, ST 등을 포함하는 모바일 업계 리더들의 협력 인 MIPI Alliance에서 관리합니다. MIPI Alliance의 목표는 모바일 애플리케이션 프로세서에 대한 인터페이스의 개방형 표준을 촉진하는 것입니다. 이는 모바일 사용자에게 더 빠른 속도로 새로운 서비스를 제공하는 데 도움이 될 것입니다.
모바일 시장에서 MIPI Alliance 사양은 모바일 네트워크에서 작동하는 모바일 장치를 대상으로합니다. 일반적인 장치는 스마트 폰, 태블릿, 랩톱 및 하이브리드 장치입니다. MIPI Alliance는 물리 계층, 멀티미디어, 칩 대 칩 또는 프로세서 간 통신 (IPC), 제어 / 데이터, 디버그 / 추적 및 소프트웨어 통합 애플리케이션에 대한 제조업체의 다양한 요구 사항을 충족하는 사양을 제공합니다.
모든 사양은 성공적인 모바일 설계에 필수적인 세 가지 특성을 해결하도록 설계되었습니다. 1) 배터리 수명을 보존하기위한 저전력; 2) 기능이 풍부하고 데이터 집약적 인 애플리케이션을 가능하게하는 고 대역폭, 3) 장치의 라디오와 다른 하위 시스템 간의 간섭을 최소화하기위한 낮은 전자기 간섭 (EMI).
스마트 폰
스마트 폰 산업은 MIPI 사양에 대한 가장 큰 단일 시장입니다. 모든 주요 칩 공급 업체는 MIPI Alliance 사양을 사용하며 시장에 나와있는 모든 스마트 폰에는 MIPI 사양이 하나 이상 포함되어 있습니다. MIPI 사양은 수억 대의 스마트 폰에서 사용됩니다.
MIPI Alliance 사양은 장치의 모든 인터페이스 요구 사항을 다룹니다. 사양은 모뎀, 애플리케이션 프로세서, 카메라, 디스플레이, 오디오, 스토리지, 안테나, 튜너, 전력 증폭기, 필터, 스위치, 배터리, 센서 및 기타 구성 요소를 통합하는 데 적용될 수 있습니다.
구성 요소 공급 업체 및 장치 제조업체는 MIPI Alliance 사양을 사용합니다. 기술이 설계를 단순화하고, 설계 비용을 줄이며, 효율적인 고성능 제품을위한 출시 시간을 단축하기 때문입니다. 그리고 기본적으로 각 사양은 모바일 장치에 필요한 세 가지 성능 특성을 보장하도록 최적화되어 있습니다. 배터리 수명을 보존하기위한 저전력, 풍부한 기능의 애플리케이션을 가능하게하는 고 대역폭, 라디오 및 하위 시스템의 성능을 최적화하기위한 낮은 전자기 간섭 (EMI)입니다.
태블릿, 노트북 및 하이브리드 장치
모바일 및 컴퓨팅 기능을 수렴하는 장치는 MIPI Alliance 사양의 중요한 시장입니다. MIPI 사양은 태블릿 시장을 확립하고 발전시키는 데 도움이되었으며 PC 업계의 많은 조직은 모바일 연결 노트북, 태블릿 / 노트북 하이브리드 및 기타 장치에서 MIPI 사양을 사용합니다. 이러한 장치에서 MIPI 사양의 일반적인 사용 사례에는 고화질 디스플레이의 전력 소비를 연결 및 관리하고 카메라 또는 디스플레이를 연결하기 위해 힌지를 통해 배치되는 전선 수를 최소화하는 것이 포함됩니다.
명세서
MIPI 사양은 신호 특성 및 프로토콜과 같은 인터페이스 기술만을 다룹니다. 전체 애플리케이션 프로세서 또는 주변 장치를 표준화하지 않습니다. MIPI 사양을 사용하는 제품은 많은 차별화 기능을 유지합니다. 공통 MIPI 인터페이스를 공유하는 제품을 사용하면 시스템 통합이 과거보다 덜 부담 스러울 것입니다. [8]
MIPI는 무선 인터페이스 또는 무선 통신 표준에 구애받지 않습니다. MIPI 사양은 애플리케이션 프로세서 및 주변 장치의 인터페이스 요구 사항 만 다루기 때문에 MIPI 호환 제품은 GSM, CDMA2000, WCDMA, PHS, TD-SCDMA 등을 포함한 모든 네트워크 기술에 적용 할 수 있습니다.
MIPI의 일부 사양은 다음과 같습니다.
- 카메라 직렬 인터페이스 디스플레이 직렬 인터페이스
- 디스플레이 픽셀 인터페이스
- 시스템 전원 관리 인터페이스 (SPMI)
- SoundWire, 2014 년 출시 [12]
MIPI CSI 인터페이스
CSI는 카메라 직렬 인터페이스를 의미합니다. 호스트 프로세서와 카메라 모듈 간의 고속 직렬 인터페이스를 지정합니다. 그림 -2는 MIPI CSI-2 인터페이스를 보여줍니다.
다음은 MIPI CSI-2 인터페이스의 기능입니다.
- 이미지 센서와 애플리케이션 프로세서 간의 고성능 직렬 인터페이스입니다.
- 약 4Gbps의 데이터 처리량을 제공하는 최대 4 개의 데이터 라인이있는 D-PHY 물리 계층을 사용합니다.
- 그림과 같이 카메라 제어 기능에 사용되는 별도의 I2C 호환 인터페이스.
- MIPI CSI 인터페이스는 다음과 같은 이점을 제공합니다.
- 확장 성 • 낮은 전력 • 향상된 안정성 • 낮은 시스템 비용
MIPI DSI 인터페이스
DSI는 디스플레이 직렬 인터페이스를 의미합니다. 고속 및 고성능 직렬 인터페이스입니다. DSI 인터페이스는 애플리케이션 프로세서와 디스플레이 모듈 (또는 디스플레이 브리지 IC)간에 효율적이고 낮은 전력 및 적은 핀 수 연결을 제공합니다. MIPI D-PHY를 물리 계층으로 사용합니다. 다음은 MIPI D-PHY의 기능입니다.
- 4 개의 데이터 라인과 1 개의 공통 차동 라인을 사용합니다.
- 최대 1Gbps의 처리량을 달성 할 수 있습니다.
- 픽셀 및 데이터 명령은 모두 프로세서와 디스플레이 IC 간의 단일 물리적 스트림으로 직렬화됩니다. 상태는 디스플레이 IC에서 애플리케이션 프로세서로 전달됩니다.
MIPI 테스트
MIPI 설계 및 시뮬레이션
진화하는 데이터 저장, 데이터 전송, 디스플레이, 카메라, 메모리, 전력 및 MIPI 사양에 정의 된 기타 요구 사항을 해결하는 모바일 장치를 설계해야합니다. 고객은 멀티미디어 콘텐츠 및 기능이 풍부한 애플리케이션의 고성능, 실시간 스트리밍을 요구합니다.
MIPI 송신기 테스트
MIPI 송신기 장치의 성능을 테스트하여 전송 라인의 수신단에서 신호 불순물의 근본 원인이 아닌지 확인해야합니다. MIPI D-PHY, M-PHY 및 C-PHY에는 모두 고유 한 송신기 테스트 문제가 있습니다. 수백 개의 테스트를 수행하면 자동화 된 컴플라이언스 테스트 소프트웨어를 사용하여 테스트 시간을 크게 절약 할 수 있습니다.
MIPI 수신기 테스트
MIPI 수신기 장치를 테스트하여 입력 신호의 디지털 신호 내용을 올바르게 감지 할 수 있는지 확인해야합니다. 전송 채널의 신호 저하를 설명하기 위해 최악의 스트레스 조건에 대해 테스트하는 것이 중요합니다. MIPI 수신기의 성능을 테스트하려면 정확한 고속 신호 자극과 비트 오류 감지 기능이 필요합니다. 자동화 된 컴플라이언스 테스트 소프트웨어를 사용하면 설계의 모든 주요 매개 변수를 빠르게 테스트 할 수 있습니다.
MIPI 프로토콜 테스트
프로토콜 검증은 주로 인터페이스 계층에서 발생합니다. CSI-2, DSI-1, DigRF, CSI-3, UFS, UniPro, SSIC 및 MPCIe를 포함하여 MIPI 사양의 PHY 계층에서 지원되는 다양한 프로토콜이 있습니다. 각 프로토콜에는 고유 한 요구 사항과 테스트가 있습니다. MIPI D-PHY 및 M-PHY 프로토콜 모두에 대해 물리적 계층과 링크 계층 사이뿐만 아니라 전송 계층과 상위 수준 애플리케이션 계층 사이에 스택이 있습니다. 오류가있는 위치를 정확하게 식별하려면 해당 스택을 "볼 수있는"것이 이상적입니다.
MIPI 인터페이스가 5G 스마트 폰을 지원하는 방법
하이 엔드 5G 스마트 폰의 첫 번째 물결 (1 단계)은 현재 시장에 나와있는 하이 엔드 4G 기기의 강화가 될 것으로 예상됩니다. 주요 개선 사항에는 새로운 5G NR RF 하위 시스템의 추가와 더 나은 사용자 경험과 풍부한 멀티미디어 기능을 지원하는 다른 하위 시스템의 진화가 포함됩니다. 예를 들어, 이러한 5G 스마트 폰에는 높은 프레임 속도 / 슬로우 모션 비디오 캡처 기능, 향상된 마이크 어레이, 다중 채널 오디오 및 스테레오 스피커를 갖춘 3-4 개의 고해상도 후면 카메라가있을 수 있습니다.
5G 모뎀 및 애플리케이션 프로세서는 카메라 용 CSI-2 및 디스플레이 용 DSI-2와 같은 MIPI 사양은 물론 저전력, 고 대역폭, 핀 효율적인 MIPI D-PHY 또는 C-PHY 물리적 계층을 사용합니다. . RF 프런트 엔드 장치 제어를위한 MIPI RFFE와 고성능 플래시 스토리지를위한 M-PHY가있는 MIPI UniPro는 모두 5G 설계에서 보편화되고 있습니다. MIPI I3C, SoundWire, SLIMbus 및 향후 VGI 사양은 향후 많은 5G 스마트 폰 플랫폼에서도 채택 될 것으로 예상됩니다.
MIPI CSI-2
MIPI CSI-2는 모바일 및 기타 시장에서 가장 널리 사용되는 카메라 인터페이스입니다. 1080p, 4K, 8K 및 그 이상의 비디오 및 고해상도 사진을 포함한 광범위한 고성능 애플리케이션을 지원하는 기능과 사용 편의성으로 인해 널리 채택되었습니다.
설계자는 모바일 장치에서 단일 또는 다중 카메라 구현에 MIPI CSI-2를 사용하는 것이 편안해야합니다. 인터페이스는 또한 머리에 장착 된 가상 현실 장치에서 카메라를 상호 연결하는 데 사용할 수 있습니다. 인포테인먼트, 안전 또는 제스처 기반 제어를위한 자동차 스마트 카 애플리케이션; 클라이언트 콘텐츠 생성 및 소비 제품을위한 이미징 애플리케이션; 카메라 드론; IoT 기기 웨어러블; 및 3D 안면 인식 보안 또는 감시 시스템.
최신 릴리스 인 MIPI CSI-2 v3.0은 모바일, 클라이언트, 자동차, 산업용 IoT 및 의료와 같은 여러 애플리케이션 공간에서 기계 인식을위한 더 큰 기능을 사용할 수 있도록 설계된 사양을 개선합니다. 24 비트 정밀도로 개별 이미지 픽셀을 표현하는 RAW-24는 기계가 우수한 품질의 이미지에서 결정을 내릴 수 있도록하기위한 것입니다. 예를 들어 자율 주행 차는 이미지의 어둠이 무해한 그림자인지 아니면 피해야 할 도로의 움푹 들어간 곳인지를 해독 할 수 있습니다. 이미지 분석, 알고리즘 추론 및 더 나은 추론을위한 SROI (Smart Region of Interest)는 예를 들어 공장 현장의 기계가 컨베이어 벨트의 잠재적 인 결함을 더 빨리 식별하거나 의료 기기가 이러한 이상을 더 확실하게 인식 할 수 있도록합니다. 종양으로. 그리고 이미지 센서 모듈과 애플리케이션 프로세서 간의 연결을 캡슐화하기위한 USL (Unified Serial Link)은 올인원과 같은 생산성 및 콘텐츠 생성을 위해 IoT, 자동차 및 클라이언트 제품에 필요한 와이어 수를 줄이는 데 중요합니다. 노트북 플랫폼.
MIPI CSI-2는 MIPI Alliance의 두 물리적 계층 인 MIPI C-PHY v2.0 또는 MIPI D-PHY v2.5 중 하나에서 구현할 수 있습니다. 이전의 모든 MIPI CSI-2 사양과 역 호환됩니다. 성능은 레인 확장이 가능하며, 예를 들어 3 레인 (9 와이어) MIPI C-PHY v2.0 인터페이스를 사용하여 최대 41.1Gbps를 제공하거나 4 레인 (10 와이어) MIPI D-PHY를 사용하여 18Gbps를 제공합니다. MIPI CSI-2 v2.1에서 v2.5 인터페이스.
MIPI 사양 기반 장치 테스트
반도체 장치 제조업체의 최신 트렌드는 여러 고속 MIPI® 사양 기반 포트를 단일 장치에 추가하는 것입니다. 이를 통해 이미징 및 디스플레이 집약적 인 애플리케이션의 풍부한 기능을 구현할 수 있지만 자동화 된 테스트 장비 (ATE)에서 고결함 범위 테스트 솔루션을 만드는 작업을 수행하는 생산 테스트 엔지니어에게도 상당한 문제가 발생합니다. 이러한 결함 커버리지는 종종 기존 ATE의 한계와 테스트중인 MIPI 프로토콜의 복잡성을 동시에 해결하면서 동시에 속도로 시스템 지향적 인 병렬 기능 테스트를 생성하는 것을 수반합니다.
MIPI에 의해 정의 된 세 가지 고속 PHY 계층 표준이 있으며 서로 다른 애플리케이션에 사용됩니다.
- D-PHY는 저속 대역 내 역방향 채널을 사용하는 가변 속도 단방향 클록 동기 스트리밍 인터페이스이며 카메라 (CSI) 및 디스플레이 (DSI) 용 인터페이스를 지원합니다.
- M-PHY는 프로세서 간 통신에 사용되는 카메라 (CSI), 스토리지 (UFS), DigRF 및 UniPro, LLI, SSIC, M-PCIe와 같은 인터페이스를 지원하는 성능 중심의 양방향 패킷 / 네트워크 지향 인터페이스입니다.
- C-PHY는 저속 대역 내 역방향 채널이있는 가변 속도 단방향 내장형 클록 스트리밍 인터페이스이며 카메라 (CSI) 및 디스플레이 (DSI) 용 인터페이스를 지원합니다.
각 인터페이스는 클럭킹 방법, 채널 보상, 핀 수, 최대 진폭, 데이터 속도 및 형식, 포트 당 대역폭, 데이터 인코딩 및 클럭 복구를 포함한 광범위한 매개 변수를 제공합니다. D-PHY, M-PHY 및 C-PHY MIPI 인터페이스는 사용자가 액세스 할 수 없기 때문에 규정 준수 프로그램에 의해 제어되지 않습니다. 그러나 구성 요소 간의 상호 운용성을 보장하기 위해 반도체 공급 업체 및 시스템 통합 업체에게 사양 적합성의 검증이 중요합니다.
구성 요소에 대한 MIPI 사양 및 CTS (Conformance Test Suite) 요구 사항은 매우 복잡하고 테스트하기가 어렵습니다. 신호 무결성을 유지하면서 DUT (Device Under Test)에 연결하거나, 과도한 스트레스를주지 않으면 서 DUT에 대한 최악의 자극을 생성하거나, DUT에서 테스트 결과 정보를 얻는 것이 이러한 문제의 예입니다.
BER 테스트 솔루션은 정확한 고속 신호 자극 및 비트 오류 감지 기능을 제공하여 모든 유형의 MIPI 수신기를 정확하게 테스트 할 수있는 유연성을 제공합니다. 보다 복잡한 C-PHY 및 D-PHY 신호 자극은 고성능 임의 파형 발생기로 처리 할 수 있습니다. 자동화 된 테스트 소프트웨어는 반복성과 정확성을 보장하면서 테스트 개발 및 실행 시간을 줄이는 데 도움이됩니다.
ATE의 경쟁 우위 향상
Elevate는 차세대 ATE (Automated Test Equipment) 설계를위한 혁신적인 저전력 고밀도 구성 요소의 선도적 인 공급 업체입니다. 사용 가능한 최고 밀도, 최저 전력 솔루션을 지속적으로 제공하는 입증 된 실적을 바탕으로 Elevate 제품을 중심으로 설계된 시스템은 ATE 시장 공간에서 경쟁 우위를 차지하고 있으며 지속적으로 증가하는 최종 사용자 가치를 제공하면서 새로운 트렌드와 과제에 성공적으로 적응할 수 있습니다.
Elevate는 SOC (System on a Chip) 테스트, 메모리 테스트, 번인 중 테스트 (TDBI)와 같은 여러 최종 사용자 세그먼트의 고유 한 요구 사항을 충족 할 수 있도록 다양한 수준의 통합으로 ATE 시장을위한 다양한 솔루션을 제공합니다. ), In-Circuit Test (ICT) 및 그 이상.
Elevate의 임무는 업계에서 가장 복잡한 ATE 문제를 해결하는 세계적 수준의 테스트 IC (집적 회로)를 제공하여 반도체 및 시스템 테스트 고객에게 서비스를 제공하는 것입니다. 우리는 가능한 한 가장 낮은 테스트 비용을 제공한다는 목표와 함께 최저 전력 / 최고 밀도 솔루션을 설계함으로써 현재는 물론 미래에도 고객의 기대치를 뛰어 넘기 위해 노력합니다.
