استاندارد جدید MIPI C-PHY v3.0؛ جهش در ارتباطات پرسرعت تصویری

ویژگی‌های کلیدی MIPI C-PHY v3.0

مهم‌ترین تغییر در نسخه 3.0، معرفی حالت کدگذاری 18-Wirestate است که جایگزین حالت قبلی یعنی 6-Wirestate شده. این تغییر باعث شده عملکرد هر خط C-PHY حدود ۳۰ تا ۳۵ درصد افزایش پیدا کند.

طبق اعلام MIPI، این بهبود می‌تواند پهنای باندی تا ۷۵ گیگابیت بر ثانیه را در کانال‌های کوتاه برای سنسورهای تصویری با وضوح بسیار بالا فراهم کند.

نکته جالب این است که نرخ سمبل (Symbol Rate) در این نسخه نسبت به نسخه 2.1 کمتر شده (از ۸.۰ به ۷.۰ گیگاسمبل در ثانیه)، اما با این حال، نرخ داده (Data Rate) از ۱۸.۳ به ۲۴.۹ گیگابیت بر ثانیه افزایش یافته که برابر با ۳۶ درصد رشد است.

این پیشرفت به لطف کدگذاری جدید و کارآمد 32b9s به دست آمده که در آن ۳۲ بیت داده در ۹ سمبل منتقل می‌شود، یعنی حدود ۳.۵۶ بیت در هر سمبل. این روش هم‌زمان با بهبود چشمگیر عملکرد، مصرف انرژی پایین و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) کمی دارد.

کاربردهای نسخه جدید

اتحادیه MIPI انتظار دارد که C-PHY v3.0 در حوزه‌های متنوعی تحول‌آفرین باشد. برخی از کاربردهای کلیدی این فناوری عبارت‌اند از:

• تولید ویدیوی حرفه‌ای با موبایل‌ها: پشتیبانی از HDR، شناسایی هوشمند نواحی مهم تصویر (Region-of-Interest) و تولید بردارهای حرکتی دقیق، امکان تولید محتوای پیشرفته را در گوشی‌های هوشمند فراهم می‌کند.

• سیستم‌های بازرسی نوری صنعتی: این استاندارد می‌تواند کوچک‌ترین نقص‌ها را در خطوط تولید با دقت بالایی تشخیص دهد.

• سیستم‌های کمک‌راننده (ADAS) در خودروها: با افزایش پهنای باند و دقت بالا، C-PHY v3.0 گزینه‌ای ایده‌آل برای سیستم‌های ایمنی و بینایی ماشین در صنعت خودروسازی به شمار می‌رود.

این تنها بخشی از قابلیت‌های این فناوری است که می‌تواند صنایع مختلف را متحول کند.

مزایا و محدودیت‌ها: تعادل در طراحی

با وجود مزایای فراوان، برخی ویژگی‌های حالت قبلی مانند نرخ سمبل بالاتر، مصرف انرژی کمتر و حالت کم‌مصرف قدیمی (Legacy Low Power Mode) در نسخه جدید پشتیبانی نمی‌شوند. با این حال، این محدودیت‌ها در برابر جهش عملکردی به‌دست‌آمده، منطقی به نظر می‌رسند.

خبر خوب اینکه نسخه 3.0 کاملاً با نسخه‌های قبلی C-PHY سازگار است، بنابراین سیستم‌های موجود بدون نیاز به تغییرات اساسی می‌توانند از آن بهره‌مند شوند.

MIPI-C-PHY

هماهنگی با سایر استانداردهای MIPI

اتحادیه MIPI اعلام کرده که پشتیبانی از C-PHY v3.0 در نسخه جدید استاندارد دوربین و تصویربرداری امبدد یعنی MIPI CSI-2 v4.1 (عرضه شده در آوریل ۲۰۲۴) در نظر گرفته شده است.

ممکن است عجیب به نظر برسد که یک مشخصه جدید به نسخه‌ای قدیمی‌تر اضافه شده، اما باید دانست که C-PHY و CSI-2 حوزه‌های متفاوتی را پوشش می‌دهند: C-PHY لایه فیزیکی و CSI-2 پروتکل داده را مدیریت می‌کند. این دو می‌توانند به صورت مستقل توسعه یابند و حتی نسخه CSI-2 v4.1 نیز با نسخه‌های آینده C-PHY قابل استفاده خواهد بود.

نگاهی به آینده: پیشرفت‌های استاندارد D-PHY

علاوه بر C-PHY، اتحادیه MIPI از برنامه‌های آتی برای توسعه استاندارد MIPI D-PHY نیز خبر داده است:

• نسخه D-PHY v3.5 در سال ۲۰۲۳ عرضه شد.

• نسخه آینده یعنی v3.6 پشتیبانی از ساعت تعبیه‌شده (Embedded Clock) را برای کاربردهای دوربین در پلتفرم‌های PC و کلاینت توسعه خواهد داد.

• در آینده دورتر، نسخه D-PHY v4.0 نیز عرضه خواهد شد که همین قابلیت را برای سیستم‌های بینایی ماشین در موبایل و فراتر از آن فراهم کرده و نرخ داده را از حد کنونی ۹ گیگابیت بر ثانیه به مقدار بیشتری افزایش خواهد داد.

دسترسی به اطلاعات بیشتر

مشخصات کامل MIPI C-PHY v3.0 و اسناد مرتبط با آن در وب‌سایت رسمی MIPI در دسترس است. البته فقط اعضای رسمی این اتحادیه که حق عضویت سالانه (حداقل ۴۰۰۰ دلار) پرداخت می‌کنند، می‌توانند به این اطلاعات دسترسی داشته باشند. همچنین بیانیه‌های رسمی MIPI می‌توانند اطلاعات بیشتری در این زمینه ارائه دهند.

معرفی MIPI C-PHY v3.0 یک گام مهم در راستای ارتقای کارایی و پهنای باند در دستگاه‌های دارای دوربین و نمایشگر به‌شمار می‌رود. این استاندارد نه تنها عملکرد فعلی را بهبود می‌دهد، بلکه مسیر را برای نوآوری‌های آینده در حوزه‌هایی مانند موبایل، خودرو و صنعت باز می‌کند. MIPI بار دیگر نشان داده که استانداردسازی هوشمندانه چگونه می‌تواند محرک تحول در فناوری باشد و ما بی‌صبرانه منتظر تأثیرات آن در نسل بعدی محصولات هستیم.