MIPI 联盟规范如何支持 IIoT

工业物联网 (IIoT) 应用预计在未来十年内将大幅增长，推动石油和天然气、食品和饮料、制药、化工、能源和采矿等加工行业以及航空航天等离散行业的生产力和效率提高、半导体和制造业。

支持这种增长的新网络物理系统的开发将取决于使用高分辨率相机为机器视觉提供动力，使用高分辨率显示器以实现丰富的用户界面，以及优化命令和控制界面以连接传感器、执行器和其他组件。

本文介绍了 MIPI 规范在数十亿移动设备中广泛实施，开发人员如何利用这些规范来创建成功的设备设计、减少开发工作并降低许多 IIoT 应用程序的成本。

定义工业物联网

IIoT 设想了高度数字化的工业流程，通过使用连接的机器和其他设备来收集和共享数据。通过实时分析，数据可用于更广泛的工业流程，以主动解决生产和供应问题、提高效率、加强物流并响应新需求。

这个市场的增长是由 5G、人工智能 (AI)、大数据分析、云计算、机器视觉和机器人技术等技术推动的。通过连接物理世界和数字世界，IIoT 可以监控和优化整个工业流程和更广泛的供应链。

MIPI 规范在 IIoT 中的优势

MIPI 联盟开发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）的接口。 MIPI 规范、一致性测试套件、调试工具、软件和其他资源使开发人员能够创建创新的连接设备。

该组织的重点是设计和推广硬件和软件接口，以简化设备内置组件的集成，从天线和调制解调器到外围设备和应用处理器。 MIPI 联盟制定其所有规范以满足移动设备所需的严格操作条件：高带宽性能、低功耗和低电磁干扰 (EMI)。

MIPI 规范为 IIoT 应用提供以下好处：

• 工业机器等安全关键设备受益于 MIPI 功能安全可靠的接口
• 低功耗设备受益于 MIPI 的节能功能
• 互联设备受益于 MIPI 的 5G 准备
• 尺寸受限的设备受益于 MIPI 的低引脚/线数和低 EMI
• MIPI 的软件和调试资源可加速设备设计和开发。

MIPI 规范的使用

IIoT 解决方案将建立在广泛的设备上。我们重点介绍了一些示例，以展示 MIPI 规范对不同 IIoT 用例的适用性。

药品质量控制

机器视觉对于制药行业至关重要，可用于关键检查流程，例如检查包装完整性、填充水平、安全密封完整性和标签。机器视觉的使用对产品质量至关重要，也是生产力的关键驱动因素。使用高分辨率相机对于这些应用和其他基于视觉的 AI 功能至关重要。

支持机器视觉的 MIPI 规范包括：

• MIPICSI-2 over MIPI C-PHY、D-PHY 或 A-PHY 提供高度可扩展的协议来连接高分辨率相机，实现低功耗视觉推理
• MIPI I3C 为相机和其他传感器提供低复杂性的两线命令和控制接口

自动化工业车辆

许多工业流程中都使用自动化车辆在站点周围运输材料，使用无线电信标、摄像机和激光按照预定路线进行导航。自动驾驶汽车可以包含数百个传感器并生成大量数据。

支持自动驾驶汽车的 MIPI 规范包括：

• 基于 A-PHY 的 MIPI CSI-2 可连接高分辨率相机（或激光雷达），从而实现车辆在工业现场导航的视觉推理和机器视觉
• MIPI A-PHY 提供长距离 (≤15m)、超可靠的物理接口，用于在嘈杂的 EMI 环境中链接组件
• MIPI I3C 提供低复杂性的两线接口，用于连接车辆内的传感器和执行器
• 车辆无线电通信模块中的 MIPI RFFE，可实现与操作系统的无线连接

具有高级用户界面的工业控制系统

机器控制系统变得越来越先进，将机器连接到更广泛的工业流程，并提供丰富的用户界面以允许操作员进行监控。

支持机器控制系统的 MIPI 规范：

• 通过 C-PHY、D-PHY 或 A-PHY 驱动高分辨率显示面板的 MIPI DSI-2
• MIPI Touch over MIPI I3C 支持基于触摸屏的高级用户界面
• MIPI I3C 提供低复杂性的两线接口，用于连接按钮、LED 和蜂鸣器等用户界面组件

有关 MIPI 规范如何与启用 IIoT 相关的更多信息，请参阅白皮书“MIPI 联盟：启用 IoT 机遇”。