产品多元功能造成传输接口开发复杂度MIPI联盟简化芯片传输设计开发问题

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目前市面上的各项行动装置拥有太多接口，而每个装置接口的规格均大不相同，如LCD屏幕用LCD I/F、USB装置有USB OTG、摄影机为Camera IF、BlueTooth是UART，还有其它PCM、SPI、MMC SD、GPIOs…等十数款专用接口，对于手机开发业者而言形成莫大的挑战。

工业技术研究院资通所工程师暨USB Thin Card计画主持人孙元亨表示：「每一个芯片都要分别应对不同种类的应用处理器，装置内得要塞入太多完全规格相异的接口，这使得手机无论是在多媒体、显示器分辨率、无线连接与电源管理…等方面，都得面对因复杂性提高所带来巨大潜在功能风险。」


   

MIPI降低行动平台设计的精力、时间、成本与复杂性

MIPI联盟由于具备众多高质量的IP、能够有效减少IC实现的风险、拥有统一的软件接口、可缓和系统层级的设计、设计者只需聚焦在基本与加值功能上进行接口设计和除错，以藉此节省设计的精力、改善设计的质量…等优势，自其成立已来己有众多的手机产业链业者加入。「由于取得完整MIPI的IP后，所有的硬件、软件、分析仪都可来自于单一供应商，业者设计行动平台的精力、时间、成本与复杂性，也可望因此而降低许多。」

「未来随著消费者对于行动装置在电玩娱乐、视讯会议、全球定位系统及应用程序下载…等项目需求的扩大，此一问题只会更加地严重。」孙元亨说，为了缩减业者开发行动装置所需的时间及预算，简化其因接口种类过于复杂而导致设计与程序管理不易的问题，接口实有统一的必要性，才能在未来行动装置需要提供越来越多功能的趋势下，仍能不断地缩小其机构，并让业者更能专注于产品差异化的发展，而不必投入额外的成本处理接口规格的问题。「这也是行动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface, MIPI)联盟之所以会成立的主要原因。」

MIPI于2003年成立，其成员多以手机产业链业者为主，目前共约有175家厂商加入。「像ARM、诺基亚、意法半导体、德州仪器、Intel、Motorola、Samsung、ST…等重量级国际大厂都是其会员之一。」

孙元亨表示，该协会不仅能藉由标准化方式，提供可让业者共同遵循的手机端软硬件组件接口定义及规范，减轻过往手机产品设计过于复杂的问题，并可同时协助各项平台接口(如用于显示器/相机/RF芯片…等类型的高速、低脚数、点对点接口，或扬声器、麦克风的低速、低脚数外围装置)达到其最佳化之目的。

基本上，MIPI可说是由实体层(Physcial)及通讯协定(Protocal)…等单元所共同组合而成。「因应不同的周边装置设计，MIPI可提供不同的通讯协定与之对应，如图形加速器可对应CSI或DSI、无线通讯对应DigRF v4、高速省电I/O或Storage对应USB-SSIC、电视适配器和Wi-Fi元件对应Unipro…等。

全球大厂纷采用MIPI技术与方案

至于底层的装置平台，则交由D-PHY、M-PHY…等少数几个标准的实体层单元负责沟通。」孙元亨表示，这种做法可以大幅提高行动装置及其所可用芯片的弹性，让业者在设计手机或挑选元件时，都能得到极大便利。「象是在 2012 CES展场中所展示的Intel Medfield、TI OMAP 5平台…等产品，即是大量采用了MIPI的各项通讯协定。」

目前MIPI中以D-PHY为实体层的通讯协定主要有CSI Tx、DSI Device及UniPro Device…等。孙元亨说：「MIPI D-PHY是一种标准串行传输汇流排，由于具有双向、低功率操作时小于10Mbps的消耗、资料传输速度在高分辨率模式中可达到4Gbps的水平，以及可扩展至4通道加1 Clock通路的可拓展性…等优势，因此非常适合应用在屏幕、相机及控制器…等装置上。」

至于M-PHY则因为其电路具有低摆幅差分信号、每条通道每秒传输速率理论值可达到2.9Gbit，并有向上提高至每秒5.8Gbit的空间，可藉由控制Slew率降低EMI，以及低接脚数与较D-PHY更低功耗…等特性，目前已被行动装置业者广泛采用。「象是MIPI中的RF TCVR、UFS及USB-SSIC…等通讯协定，都是以MIPI M-PHY做为其实体层。」

「通讯协定选用其搭配的实体层都有其考量。」以USB-SSIC为例子，孙元亨表示：「当初是由于业界希望能扩大USB接口运用范围至芯片与芯片之间的连接。」不过USB在当初设计之初便是要让装置与装置之间的资料能够透过5公尺的缆线进行传输，其规格设计所需功耗量极大，难以在手机/手持装置、PC/Notebook/平板计算机上，进行内部CPU与Chip沟通的实作。

「为了弥补USB在此方面的不足，在MIPI与USB 3.0接口技术推广小组的通力合作下，将USB 3.0高速通讯协定和软件模式，和MIPI低功耗实体层M-PHY技术进行结合，因此也就有了USB-SSIC规格的产生。」

孙元亨强调：「USB-SSIC的速度高达5Gbps、电压运行低于5V，因此最适合用于行动装置上。」若将USB 3.0 SSIC与一般USB 3.0进行比较，即便两者同样拥有相同的最高传输速度，但前者的传输功耗低于100mW，而后者则至少需要200mW，「两者之间有著2倍以上的差距。」

也因此许多人对USB-SSIC的发展前景相当看好，孙元亨说：「未来搭配USB-SSIC接口的手机装置将可有多方面的应用，象是用于电视摇控、电视购物、运动感应器、图书馆借书、交通电子票证、居家感测安全…等。」



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