Las diferencias entre MIPI CSI y MIPI DSI

La capacidad de las interfaces MIPI CSI y DSI para transmitir datos a una velocidad muy rápida contribuye a su alto rendimiento. Como resultado, se puede transferir una gran cantidad de datos que superan los requisitos de velocidad de fotogramas mínima estándar. Esto significa que las interfaces MIPI se pueden utilizar para aplicaciones de alta velocidad, como video de alta resolución con una excelente reproducción del color. Las especificaciones de la interfaz serie de la cámara (CSI) y la interfaz serie de la pantalla (DSI) fueron desarrolladas por la Alianza de Interfaz de Procesador de la Industria Móvil (MIPI).

1. Especificaciones de la interfaz serial de la cámara (CSI) y la interfaz serial de la pantalla (DSI)

La interacción entre una CPU host y una cámara es descrita por CSI. Las especificaciones de interfaz activa más recientes son CSI-2 v3.0, CSI-3 v1.1 y CCS v1.0, que se lanzaron en 2019, 2014 y 2017, respectivamente. CSI se utiliza en sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS), imágenes, reconocimiento biométrico, conocimiento del contexto, vigilancia, visión artificial y entretenimiento en el vehículo.

El estándar de interfaz MIPI DSI reduce el número de pines para simplificar el diseño y al mismo tiempo garantizar la compatibilidad con el proveedor. MIPI DSI tiene dos niveles de comunicación. La capa de interfaz está a cargo de la comunicación de bajo nivel, mientras que la capa de paquetes está a cargo de la comunicación de alto nivel. A nivel de interfaz, ambos pueden operar en modos de alta o baja velocidad. Los teléfonos inteligentes, tabletas, relojes inteligentes y otras aplicaciones de visualización integradas utilizan la interfaz MIPI DSI. MIPI DSI y CSI tienen una EMI baja, un rendimiento excelente y un bajo consumo de energía.

2. Hay tres modelos de interfaz serie de cámara MIPI: CSI-1, CSI-2 y CSI-3

CSI-1 fue la primera interfaz MIPI para cámaras. Fue diseñado para especificar cómo se conectaría una cámara a un procesador host. Fue reemplazado por los estándares MIPI CSI-2 y MIPI CSI-3 aún en desarrollo. CSI-2 se lanzó en 2005 y constaba de varias capas, que incluían píxel a byte, capa de conversión, capa de aplicación, capa física (C-PHY/D-PHY), CAPA DE FUSIÓN DE CARRIL Y CAPAS DE PROTOCOLO DE BAJO NIVEL. En abril de 2017, se hizo público el estándar CSI-2 v2.0. La versión 2.0 de CSI-2 agregó soporte para profundidades de color RAW-16 y RAW-20, así como un aumento en los canales virtuales de 4 a 32, reducción de latencia y eficiencia de transporte (LRTE), compresión de modulación de código de pulso diferencial (DPCM) y codificación para reducir la densidad espectral de potencia. Finalmente, MIPI CSI-3 es un protocolo bidireccional de alta velocidad que está diseñado principalmente para la transmisión de imágenes y videos entre cámaras y hosts en una red de dispositivos M-PHY de múltiples capas, peer-to-peer y basada en UniPro. Se lanzó por primera vez en 2012, seguido de la versión 1.1 en 2014.

3. El protocolo de comunicaciones DSI especifica dos conjuntos distintos de instrucciones

El primero define la estructura del conjunto de comandos de visualización (DCS), que es un conjunto de comandos estándar utilizados para administrar el dispositivo de visualización. Describe las direcciones de registro y cómo funcionan. Se incluyen comandos de suspensión, habilitación y visualización inversa. El fabricante del dispositivo define un segundo espacio de comandos específico del dispositivo, el Maker Command Set (MCS). Con frecuencia incluye instrucciones para tareas no cubiertas por el estándar DSI, como configurar registros de dispositivos específicos (como la corrección gamma) o programar memoria no volátil. 

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MIPI CSI es un protocolo de alta velocidad ampliamente utilizado para transmitir imágenes fijas y de video desde sensores de imagen a procesadores de aplicaciones, mientras que DSI es una interfaz de alta velocidad escalable y con visión de futuro que define la conexión de alto ancho de banda entre las CPU host y las pantallas. Es fundamental comprender ambos estándares al diseñar dispositivos modernos capaces de capturar o mostrar video con el hardware de calidad asociado disponible en FocusLCD.

4. La interfaz MIPI-DSI: todo lo que necesita saber

La interfaz MIPI DSI de alta velocidad es utilizada por teléfonos inteligentes, tabletas, relojes inteligentes y otras aplicaciones de visualización integradas. La Mobile Industry Processor Interface Alliance (MIPI) desarrolló la Interfaz Serial de Pantalla, o DSI, como un protocolo de comunicación en serie. MIPI DSI tiene baja EMI, excelente rendimiento y baja transferencia de datos de potencia. Además, el estándar de interfaz reduce la cantidad de pines para reducir la complejidad del diseño mientras mantiene la compatibilidad con el proveedor.

MIPI tiene dos capas de comunicación. La capa de interfaz maneja la comunicación de bajo nivel, mientras que la capa de paquetes maneja la comunicación de alto nivel. Ambos pueden funcionar en modos de interfaz de baja o alta velocidad. Hay dos tipos de niveles: paquete e interfaz.

Mientras que el nivel de interfaz muestra la configuración de velocidad y potencia de la pantalla, el nivel de paquete entra en juego cuando se envían datos de imagen a la pantalla DSI en paquetes cortos de 4 bytes o grandes (6-64.451 bytes). Cada tipo de paquete contiene datos, tamaño e información de conexión de error. Es mejor enviar comandos en paquetes pequeños sin ningún dato visual. Los comandos largos, por otro lado, son ideales para enviar comandos con múltiples bytes de datos, como un flujo de imágenes.

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El protocolo de comunicación MIPI DSI tiene dos modos de funcionamiento distintos: modo de vídeo y modo de comando. Un controlador de pantalla sin memoria interna debe usar el modo de video. Solo funciona en modo de alta velocidad, enviando un flujo constante de datos desde el procesador a la pantalla. Cuando está en modo de video, el procesador envía datos a la pantalla de la interfaz en forma de transmisiones de píxeles en vivo (que se actualizan continuamente). Los pedidos se envían a registros de visualización reconocidos en modo de comando.

También puede usar paquetes cortos o largos y ejecutarse a velocidades altas o bajas. Debido a que requiere registros de visualización, el modo de comando solo se puede usar en pantallas que tienen RAM para el búfer de fotogramas. Debido a que los registros o la memoria de visualización solo requieren dos bytes de datos, con frecuencia funciona enviando paquetes cortos.

Las pantallas MIPI DSI tienen gráficos de alto nivel, así como enrutamiento de señal menos complicado, diseños de PCB y costos de hardware más altos. La interfaz MIPI utiliza señalización diferencial de bajo voltaje para transmitir datos a altas frecuencias de hasta 1 GB/s. Para la comunicación, se utiliza señalización de bajo voltaje, que tiene la ventaja de consumir poca energía. Los diseñadores pueden usar el protocolo MIPI DSI para combinar pantallas de alta velocidad, bajo consumo y baja EMI a través de una interfaz eficiente. La interfaz MIPI DSI puede funcionar a niveles de potencia extremadamente bajos para prolongar la vida útil de la batería. Estas pantallas emiten muy poca interferencia electromagnética porque utilizan cantidades iguales de datos positivos y negativos y carriles de reloj para la señalización. Esta interfaz se puede utilizar a una variedad de velocidades de transmisión de datos para reducir aún más la interferencia en los dispositivos auxiliares. MIPI es una opción popular en la industria de las pantallas porque proporciona altas resoluciones y profundidades de color sin aumentar el número de líneas de datos requeridas. Las aplicaciones de visualización se benefician de la simplicidad de la conectividad, lo que reduce la complejidad del sistema y el costo general.

La interfaz MIPI DSI se usa ampliamente en dispositivos de consumo como auriculares VR, consolas de videojuegos, tabletas y teléfonos móviles, lo cual no es sorprendente dadas las muchas ventajas del estándar, como la asequibilidad, los diseños de pines simplificados, la baja EMI y el consumo de energía. Agradecemos su interés y esperamos responder a sus preguntas y completar su proyecto con usted. ¡Bienvenido a ponerse en contacto con el fabricante de pantallas Reshine para obtener más información!