手机芯片接口迈向标准化

本文作者:admin       点击: 2006-03-07 00:00
前言:

由ARM、Nokia、ST和TI等大厂在2003年7月成立的MIPI移动通信产业处理器接口联盟,旨在降低手机与芯片的设计复杂度与成本同时提升其弹性。2005年11月,MIPI联盟发表了第一项针对摄像手机影像传感器接口制定的规格,就在不久前,Micron率先发表采用这项规格的200万像素CMOS传感器。MIPI联盟还计划发表显示器、音效和电源管理芯片和其它周边的接口。预计到2007年,该联盟将发表突破每秒兆位屏障的物理层接口。
对各种已知的系统功能而言,手机业者今天需面对多达5种相互竞争且专有的物理层接口。MIPI的目标就是想将这么多的物理层标准减少到2~4种,以多重协议做为基底,涵盖各种功能,所有目标预定要延续5-10年。如此,系统厂商可以得到更好的互通性,且在选择芯片厂商时得到更大的弹性。
D-PHY与CSI-2是mipi联盟一系列规格中的开路先锋,是在2005年11月提出的串行接口。这二种新规格,通过扩展传感器与处理器的互通性,并减少半导体、相机传感器和手机厂商的开发时间,加速下一代摄相手机的发展。鉴于各不兼容的专有接口,MIPI联盟集合超过90家(注)求手机内汇集接口的开放标准。
  
CS-2:汇集相机接口令人注目的实例

随着照相手机体积的不断缩小且朝向200万像素以上分辨率发展,CSI-2正解决了手机业界面临的互连挑战。它是介于相机传感器与应用处理器之间一种具延展性、低脚位数、低功率、高带宽的界面。照相手机设计者先前已经饱受并行接口脚位不足之苦,或是得从多种不兼容,低带宽,往往是专有规格的串行接口做一选择。随着CSI-2的发表,设计者现在有了技术更为卓越的开放标准可供选择。低脚位数的CSI-2能让相机信号通过折叠式手机折叠软板空间有限的导线加以传输。CSI-2的数据率最高可达4Gbps,足以让手机架构因增加新的相机特性而更具灵活性,并可支持分辨率超过1,000万像素的传感器。
包括手机大厂,相机传感器厂商,处理器供货商都咸为CSI-2的发展共同合作,确保它能满足每个领域的技术要求。有许多公司现已开发出使用CSI-2的产品,可预期CSI-2将获得快速采用成为移动通信产业中相机外设的标准接口。
D-PHY将成另一种接口解决方案

物理层(PHY)是各种先进串行互连标准的核心。功能各异的外设时常在PHY阶段共享相同的规格。由于认识到这一点,MIPI发展出单一的D-PHY规格,就如同是可再使用的实体层解决方案,让MIPI相机接口,显示器面板接口与通用高速/低功率接口都能有所依据。这不只是有助MIPI中的多重标准得以顺畅的开发,而且使在半导体产品中实现这些接口的公司因此受益,因为在相关设计上有许多PHY研发的投资可以重复使用。
通过一种先进的同步信号源,差动SLVS设计,MIPI D-PHY提供每通道高达1Gbps的传输率,它可依应用所需决定通道数目。D-PHY能满足手机设计对低功率,低噪声产生以及抗高噪声的严苛需求。以1.2V电压源为基础,它涵盖了未来半导体工艺技术,让基于D-PHY的各种标准具有长久的产品寿命。
预计到3月中旬,MIPI联盟将发表D-PHY专用的显示器串行接口协议,用以支持各种显示器类型,分辨率最高可达XGA(1024X768像素)。
事实上,即使有厂商支持现有由业界自行制定的接口,如由Epson与Renesas制定的MVI(Mobile Video Interface)以及National Semiconductor制定的Mobile Pixel Link(MPL),但MIPI规格恐怕才是业界寄望的主要方向。
据知,日系手机采用MVI接口并不多,National虽然有计划将MPL增强到16~18位,但长期而言仍看好MIPI规格。
  
2006之后的规划

今年内,MIPI将针对D-PHY发表所谓统合型协议,或称UniPro。它以需要高带宽连结广泛的周边为目标,包括电视接收器与Wi-Fi装置。UniPro可望做为一种涵盖相机、显示器与其它系统的单一协议,但现在谈论仍为时过早。MIPI在2006年还有其它两种接口的规格要完成,其中一种是针对媒体的串行低功率互连接口,或称SLIMbus;另一种是电源管理IC专用的串行互连接口。
SLIMbus使用一种单独,非差动的物理层,通过一个通道可运行50 Mbits/s或更低的传输率。它旨在取代今天的I2C and I2S接口,而又能提供更多的特性,且具有两者相同或更低的功率。SLIMbus将是第一种前卫的音频总线,而且它对Bluetooth或任何一种控制器件应用都很理想。
展望2007,MIPI计划制定M-PHY,它是一种透过使用嵌入式时钟技术突破兆位屏障的规格。现行的相机,显示器与其它协议将可能采用此规格。
附注:
●―MIPI委员会成员:Intel, Philips,Motorola,Nokia,Samsung,ST,TI
●―赞助会员:Anyka Cayman,Arasan Chip Systems,ARM,ATI,AudioAsics ,Austriamicrosystems.,Broadcom,CSR,Core Logic,Ericsson,Freescale ,GCT Semiconductor,Icera,Infineon,Lauterbach Datentechnik GmbH,Leadis Technology,LG,M-Systems,MagnaChip,Marvell,Matsushita,Micron,Mtekvision,National Semiconductor,NEC Electronics ,NVIDIA,OmniVision,Palm,Renesas,RF MD,Rohm,SanDisk,Seiko Epson,Sharp,Sonion,Sony Ericsson,Symbian,Synopsys,Toshiba,TransChip,Vimicro,Wolfson Microelectronics
●―采用厂商:Advasense,Akustica,Alps Electric,Altus Technology,Anoto AB,Artimi,Avago,BenQ Mobile,Chipnuts Technology (Shanghai) Inc.,Cypress,DGIST,Elpida Memory,Enpirion,ESS,Himax,Imagination Technologies ,MediaTek,Mentor Graphics ,Mitsumi Electric ,Nethra Imaging,Nextreaming,Novatek Microelectronics,PicoNetics,Pixelplus,PortalPlayer,RFI Global Services,SiliconFile,Sitronix,SmediaTech,Solomon Systech Ltd.,Sunplus,Toppoly Optoelectronics,UltraChip,Wisepal