MIPI CSI と MIPI DSI の違い

MIPI CSI および DSI インターフェイスは非常に高速な速度でデータを送信する機能により、高いパフォーマンスに貢献します。その結果、標準の最小フレームレート要件を超える大量のデータを転送できます。これは、MIPI インターフェイスが、優れた演色性を備えた高解像度ビデオなどの高速アプリケーションに使用できることを意味します。カメラ シリアル インターフェイス (CSI) およびディスプレイ シリアル インターフェイス (DSI) の仕様は、Mobile Industry Processor Interface (MIPI) Alliance によって開発されました。

1. カメラ シリアル インターフェイス (CSI) およびディスプレイ シリアル インターフェイス (DSI) の仕様

ホスト CPU とカメラ間の相互作用は CSI によって記述されます。最新のアクティブ インターフェイス仕様は、それぞれ 2019 年、2014 年、2017 年にリリースされた CSI-2 v3.0、CSI-3 v1.1、および CCS v1.0 です。CSIは、先進運転支援システム(ADAS)、画像処理、生体認証、コンテキスト認識、監視、マシンビジョン、車載エンターテインメントなどに使用されている。

MIPI DSIインターフェース規格は、ベンダーとの互換性を確保しながら、ピンの数を減らして設計を簡素化します。MIPI DSIには2つのレベルの通信があります。インターフェイス層は低レベルの通信を担当し、パケット層は高レベルの通信を担当します。インターフェイスレベルでは、どちらも高速モードまたは低速モードで動作できます。スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、その他の組み込みディスプレイアプリケーションは、MIPI DSIインターフェースを使用します。MIPI DSIとCSIはどちらも低EMI、優れた性能、低消費電力を備えています。

2. MIPI カメラ シリアル インターフェイスには、CSI-1、CSI-2、CSI-3 の 3 つのモデルがあります

CSI-1 は、カメラ用の最初の MIPI インターフェイスでした。これは、カメラがホスト プロセッサに接続する方法を指定するように設計されています。これは、まだ開発中のMIPI CSI-2およびMIPI CSI-3規格に取って代わられました。CSI-2 は 2005 年にリリースされ、ピクセル間バイト、変換層、アプリケーション層、物理層 (C-PHY/D-PHY)、レーン マージャー層、低レベル プロトコル層などのいくつかの層で構成されていました。2017年4月、CSI-2 v2.0標準が公開されました。CSI-2バージョン2.0では、RAW-16およびRAW-20色深度のサポートが追加され、仮想チャネルが4から32に増加し、遅延低減および転送効率(LRTE)、差動パルス符号変調(DPCM)圧縮、およびパワースペクトル密度を下げるためのスクランブルが追加されました。最後に、MIPI CSI-3は、主に多層ピアツーピアのUniProベースのM-PHYデバイスネットワーク内のカメラとホスト間の画像およびビデオ伝送用に設計された高速双方向プロトコルです。2012 年に初めてリリースされ、2014 年にバージョン 1.1 がリリースされました。

3. DSI 通信プロトコルは、2 つの異なる命令セットを指定します

1 つ目は、ディスプレイ デバイスの管理に使用される標準コマンドのセットである表示コマンド セット (DCS) の構造を定義します。レジスタ アドレスとその仕組みについて説明します。スリープ、有効、および反転表示コマンドが含まれています。デバイスの製造元は、2 番目のデバイス固有のコマンド空間である Maker コマンド セット (MCS) を定義します。これには、特定のデバイスレジスタの設定(ガンマ補正など)や不揮発性メモリのプログラミングなど、DSI規格でカバーされていないタスクの命令が含まれることがよくあります。

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MIPI CSIは、イメージセンサーからアプリケーションプロセッサに静止画やビデオ画像を送信するために広く使用されている高速プロトコルですが、DSIは、ホストCPUとディスプレイ間の高帯域幅接続を定義するスケーラブルで先進的な高速インターフェースです。どちらの規格も、FocusLCD で利用可能な関連する高品質のハードウェアを使用してビデオをキャプチャまたは表示できる最新のデバイスを設計する際に理解することが重要です。

4. MIPI-DSI インターフェイス: 知っておくべきことすべて

高速 MIPI DSI インターフェイスは、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、その他の組み込みディスプレイ アプリケーションで使用されます。Mobile Industry Processor Interface Alliance(MIPI)は、シリアル通信プロトコルとしてディスプレイシリアルインターフェイス(DSI)を開発しました。MIPI DSIは、低EMI、優れたパフォーマンス、および低電力のデータ転送を備えています。さらに、インターフェイス規格はピン数を減らして、ベンダーの互換性を維持しながら設計の複雑さを軽減します。

MIPIには2つの通信層があります。インターフェイス層は低レベルの通信を処理し、パケット層は高レベルの通信を処理します。どちらも低速または高速インターフェイス モードで動作できます。レベルには、パケットとインターフェイスの 2 種類があります。

インターフェイスレベルはディスプレイの速度と電力の設定を表示しますが、短い 4 バイトまたは大きな (6-64.451 バイト) パケットで画像データを DSI ディスプレイに送信する場合は、パケットレベルが関係します。各パケットタイプには、データ、サイズ、およびエラー接続情報が含まれます。視覚的なデータなしで小さなパケットでコマンドを送信するのが最善です。一方、長いコマンドは、画像ストリームなど、複数のデータバイトを持つコマンドを送信するのに最適です。

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MIPI DSI通信プロトコルには、ビデオモードとコマンドモードの2つの異なる動作モードがあります.内部メモリのないディスプレイコントローラは、ビデオモードを使用する必要があります。高速モードでのみ動作し、プロセッサからディスプレイに一定のデータストリームを送信します。ビデオ モードでは、プロセッサはライブ ピクセル ストリーム (継続的に更新される) の形式でインターフェイス ディスプレイにデータを送信します。命令は、コマンドモードで認識された表示レジスタに送信されます。

また、短いパケットまたは長いパケットを使用し、高速または低速で実行することもできます。表示レジスタが必要なため、コマンドモードはフレームバッファにRAMがある画面でのみ使用できます。レジスタまたはディスプレイメモリは2バイトのデータしか必要としないため、短いパケットを送信することで動作することがよくあります。

MIPI DSIディスプレイは、高レベルのグラフィックスだけでなく、信号ルーティング、PCB設計、およびハードウェアコストの複雑さが少ないです。MIPIインターフェースは、低電圧差動信号を使用して、最大1GB/sの高周波でデータを送信します。通信には低電圧信号を使用するため、消費電力が少ないという利点があります。設計者は、MIPI DSIプロトコルを使用して、効率的なインターフェースを介して高速、低電力、低EMIディスプレイを組み合わせることができます。MIPI DSIインターフェースは、バッテリ寿命を延ばすために、非常に低い電力レベルで動作できます。これらのディスプレイは、同量の正と負のデータとクロックレーンを信号に使用するため、電磁干渉をほとんど放出しません。このインターフェースは、さまざまなデータ伝送速度で使用して、補助デバイスへの干渉をさらに低減できます。MIPI は、必要なデータ ラインの数を増やすことなく高解像度と色深度を提供するため、ディスプレイ業界で人気のある選択肢です。ディスプレイアプリケーションは、接続のシンプルさの恩恵を受け、システムの複雑さと全体的なコストを削減します。

MIPI DSI インターフェイスは、VR ヘッドセット、ビデオ ゲーム コンソール、タブレット、携帯電話などの民生用デバイスで広く使用されていますが、手頃な価格、簡素化されたピン レイアウト、低 EMI、消費電力などの規格の多くの利点を考えると、これは驚くべきことではありません。ご関心をお寄せいただき、ご質問にお答えし、一緒にプロジェクトを完了できることを楽しみにしています。詳細については、Reshine ディスプレイ メーカーにお問い合わせください。