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MIPI UniPro 通讯协定助阵,行动装置晶片互连传输效能高


   2020-06-08

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MIPI UniPro 通讯协定助阵,行动装置晶片互连传输效能高

现今行动装置功能愈来愈多元,晶片与周边元件间的互连介面也更为繁複。由 MIPI 联盟所制定的标準化通讯协定「UniProSM」(Unified Protocol),能简化装置互连机制、高速支援晶片间数据传输,协助开发製造商加快推出功能完整又品质稳定的产品。在 MIPI UniProSM 工作小组推动下,其协定规範已获不少业界组织採用,影响力也持续提升。

MIPI UniProSM 搭 M-PHY,简化行动装置晶片互连介面

MIPI 联盟以成立工作小组(Working Group)形式,制定与推动行动装置介面标準规範。为了简化智慧型手机、笔电、相机、穿戴装置等内部晶片互连介面,提升传输效率与降低功耗,2004 年 MIPI UniProSM 工作小组顺势而生,3 年后发表初版 UniProSM 通讯协定,多年来因应趋势与需求,不断精进技术推出新版规格。

MIPI UniProSM 为交换式封包传输程序(switched packet transfer)规範出传输层(transport layer)通讯协定堆叠(protocol stack),其结构类似国际化标準组织(ISO)所制定的网路概念架构「开放式系统互连参考模型」(Open System Interconnection Reference Model)。MIPI UniProSM 通讯协定堆叠以「M-PHY」介面做为实体层(Physical Layer),两者搭配下即成「UniPort-M」介面,使跨晶片装置互连传输更高速稳定。

MIPI UniPro 通讯协定助阵,行动装置晶片互连传输效能高

建置于MIPI M-PHY 实体层上之 UniProSM 通讯协定堆叠结构。

MIPI UniProSM 属于 MIPI 规範架构下的「晶片到晶片进程间通讯」(Chip-to-Chip Inter Process Communications)类别,为通用型标準化协定,有别于一般通讯协定仅针对特定应用而设计。MIPI UniProSM 不但能以独立介面形式进行跨处理器进程间通讯,还能做为多媒体介面的元件,另可搭配各种 MIPI 或非 MIPI 应用层协定共同运作,而且功耗较低,不必像过去为 PC 产业所开发的通讯协定,经常面临功耗过高的问题。

MIPI UniPro 通讯协定助阵,行动装置晶片互连传输效能高

UniProSM/UniPort-M 属于 MIPI 规範架构「晶片到晶片进程间通讯」类别(蓝圈处)。MIPI UniPort-M 效率性能高,广受业界组织採用

MIPI UniProSM 通讯协定堆叠结合 M-PHY 规範的 UniPort-M 介面,能连结各种应用通讯协定,做为协定之间的通用通道。目前 UniPort-M 已获得不少行动装置及相关产业纳入做为开发工具,包括 JEDEC 固态技术协会、Google 模组化智慧型手机开发计画「Project Ara」,应用层面更趋广泛多元。

JEDEC 所制定的通用快闪记忆体(Universal Flash Storage,UFS)标準,採用 MIPI UniPort-M 规範以实现高性能与低功耗,每一通道的数据传输速度可达 5.8 Gbps,为行动装置嵌入式与可插拔式闪存设备,提供高效能解决方案。东芝(Toshiba)则是基于 JEDEC UFS 2.0 规格标準,于2014年推出新一代嵌入式 NAND 快闪记忆体模组设备控制器,使行动装置的随机读取效能大为提升。

Google Project Ara 则是以 UniPort-M 连结模组化智慧型手机平台的各个模组,使连结设计得以简化并缩减产品开发时间与成本,其高效能及功能扩充性可满足弹性化需求。此外,MIPI 多媒体(Multimedia)类别中的相机串列介面「CSI-3」,也透过 UniPort-M 连结相机介面及应用处理器。

经互通性测试实际验证,带动业界市场接受度

MIPI 联盟所制定的介面应用逐渐延伸,吸引各领域厂商加入成为联盟会员,共同参与工作小组制定介面规格标準,合作推动业界採纳运用。MIPI 联盟积极在台举行大型活动,对台湾的重视程度可见一斑。目前 MIPI 联盟亚太地区中港台三地会员数为 55 家,约佔全球总会员数两成,现正持续扩增当中。

MIPI 联盟台湾成员联发科技(MediaTek),日前针对 MIPI UniProSM 相容测试规格(Compliance Test Specification,CTS)v1.6x 版、M-PHY v3.x 版,特于新竹总部 3 座先进实验室,举行为期两天的互通性测试研讨会,藉此让参与活动的厂商,实际测试 UniProSM 与 M-PHY 在 JEDEC UFS 标準下的运作情形。

透过互通性测试活动,验证 MIPI UniProSM v1.6x 版与 M-PHY v3.x 版开放式规格功能,展现其应用广泛多元又易于建置运用的特性,同时证明 UFS 标準在行动装置产业的可行性及成熟度,能协助开发製造商降低成本,加快推出功能完备又可靠的产品。

MIPI UniProSM 工作小组持续推动 UniProSM 发展,预计在 2016 年第二季推出新版规格,届时新版 M-PHY v4.1 也将一併推出。新版 M-PHY 将展现高速 GEAR 4 能效,数据传输最高速度相较于前版规格提高一倍,每通道达 11.6 Gbps,使资讯传输量提高,也可减少通道数量降低成本。MIPI 联盟将继续聚焦行动装置技术发展,积极拓展应用市场,并与工作小组以及联盟会员共同努力推动市场创新,期望未来能有更多台厂参与响应。


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