MIPI 规范：实现低功耗消费物联网

消费物联网 (CIoT) 市场——涵盖从可穿戴健康追踪器、智能手表、儿童玩具和婴儿监视器，到烟雾探测器、门锁、智能电视和扬声器、家庭自动化和电器(仅举几例)——的所有领域——预计在未来十年内大幅增长。

实现超连接世界的愿景，其中个人对象和人无缝互连，交换数据并使用人工智能做出有见地的决策以造福个人，5G、人工智能、大数据等多种技术趋势推动了 CIoT 市场的增长。数据分析、云计算和机器视觉。

为了实现这些应用，CIoT 连接设备将使用越来越先进的摄像头来实现机器视觉，使用更高分辨率的显示器来实现丰富的用户界面以及无数传感器、执行器和其他组件来与周围的世界进行交互。许多这些设备的一个基本要求将是低设备功耗，以实现较长的电池寿命和在受限电源下运行。

本文解释了开发人员如何利用已在数十亿设备中广泛实施的 MIPI 规范来创建成功的低功耗 CIoT 设备并减少开发工作量。继续阅读以了解有关特定规范的好处以及它们如何启用最先进的 CIoT 应用程序的更多信息 - 以智能手表和家庭安全摄像头为例。

MIPI 规范对 CIoT 的好处

MIPI 联盟开发标准化接口以连接电子设备内的嵌入式组件(相机、显示器、传感器、通信模块)，使开发人员能够创建创新的连接设备，同时缩短上市时间和成本。

许多 MIPI 规范为 CIoT 应用程序提供了关键优势，使尺寸受限的设备能够以低功耗运行、无线连接、低引脚/线数和低电磁干扰( EMI)：

· MIPI I3C 提供低功耗、两线接口以连接传感器和其他外围组件。它支持低功耗特性，例如中断、热连接和同步时序控制。

· MIPI DSI-2 连接高级显示器并支持显示分区以启用低功耗待机模式。

· MIPI CSI-2 连接高级相机和其他传感器，使用智能感兴趣区域在相机组件内实现低功耗视觉推理。

· MIPI SoundWire 驱动麦克风阵列和扬声器等高级音频组件，实现噪声消除、低功耗“关键字”激活和低 EMI 操作，以实现更紧密的组件封装和最小的电磁兼容性 (EMC) 屏蔽

· MIPI C-PHY 和 D-PHY 物理接口减少了线路和引脚数，并产生低 EMI，从而允许需要较少 EMC 屏蔽的较小设备

· 用于加速设备设计和开发的软件和调试规范和资源

用例：智能手表

智能手表由传感器、显示器、电池、内存、本地无线连接和 ECU 组件组成。对这些设备的关键要求是组件的紧密封装以创建小型、轻便的产品，并且需要低功耗以在活动和待机操作模式下延长电池寿命。

适用于智能手表的 MIPI 规范包括：

· MIPI I3C 提供低功耗、两线接口以连接心率、运动和其他传感器以及简单的 UI 组件，例如 LED 和触觉

· MIPI DSI-2 驱动高级显示器，支持显示分区以实现低功耗操作模式

· MIPI C-PHY 物理接口可减少线路和引脚数，并产生低 EMI，从而允许需要较少 EMC 屏蔽的较小设备

· MIPI SoundWire 用于驱动麦克风和扬声器等高级音频组件

用例：家庭安全摄像头

越来越多的家庭安全摄像头变得完全无线化，耗尽电池电量以允许将摄像头放置在家中和周围，而无需永久连接电源。这些设备结合了先进的摄像头传感器，通常包含麦克风、扬声器和执行器，以实现电动平移/倾斜功能。

适用于家用相机的 MIPI 规范包括：

· CSI-2 作为连接高分辨率相机的高度可扩展接口，它还使用 CSI-2 的通用串行链路功能通过单个 MIPI C-/D-PHY 接口提供相机命令和控制。

· SoundWire 提供共享的两线接口来驱动扬声器和麦克风，实现噪声消除和低功耗关键字激活

· I3C 提供共享的两线接口以连接传感器、执行器和简单的 UI 组件，例如 LED 和按钮

· UFS over MIPI UniPro/MIPI M-PHY 用于存储高分辨率图像

综上所述

MIPI 联盟提供物理层、协议层、软件、测试和调试规范的组合，帮助开发人员解决新兴 CIoT 用例所需的许多具有挑战性的功率、尺寸和 EMI 限制。