[음악 재생] 

안녕하세요. TI Precision Labs에 오신 것을 환영합니다. 

이 비디오에서는 일반적으로 MIPI라고 하는 모바일 산업 프로세서 인터페이스에 대해 설명합니다. 

먼저 MIPI 프로토콜의 기본 사항 및 가장 일반적인 사용 사례에 대해 알아보겠습니다. 

다음으로, 이미지 또는 카메라 사양에서 필요한 데이터 전송률로 전환하는 방법뿐만 아니라 일반적으로 사용되는 장치의 차이점에 대해 살펴보겠습니다. 

TI MIPI 스위치의 몇 가지 주요 사양과 해당 스위치가 MIPI 시스템과 어떻게 관련되어 있는지 살펴보고 결론을 내릴 것입니다. 

이 비디오의 목적은 MIPI 프로토콜 사양과 애플리케이션에 적합한 스위치를 선택하는 방법을 이해하는 것입니다. 

MIPI는 주로 모바일 장치의 프로세서와 인터페이스하는 데 사용되는 프로토콜입니다. 

MIPI 시스템은 레인이라는 데이터 라인 그룹으로 구성되며, 이 그룹들은 함께 작동하여 총 대역폭이 시스템의 해상도와 비트 전송률을 정의하는 링크를 만듭니다. 

많은 레인을 병렬로 사용하여 링크 대역폭을 늘리는 동시에 레인당 대역폭을 훨씬 낮게 유지할 수 있다는 장점이 있습니다. 

가장 일반적인 MIPI 구성 중 하나인 D-PHY에서 이러한 데이터 레인은 차동 쌍으로 구성됩니다. 

데이터 레인과 더불어 클록 레인이 한 개 있습니다. 

데이터 레인은 샘플링되고 클록 레인의 하강 및 상승 에지는 모두 클록과 데이터 레인의 전환 속도 또는 전환 주파수가 동일함을 의미합니다. 

MIPI는 개인용 전자제품에 자주 사용됩니다. 

하나의 프로세서가 각 카메라 모듈과 통신하는 멀티 카메라 시스템이 일반적인 사용 사례입니다. 

이 시나리오에서 MIPI 스위치는 주로 각 모듈에서 프로세서로의 정보를 제어하는 데 사용됩니다. 

MIPI와 같은 프로토콜을 논의할 때 공통적으로 발생하는 한 가지 점은 데이터 속도와 주파수에 대한 용어입니다. 

헤르츠는 일반적으로 데이터 시트와 온라인 콘텐츠에 사용됩니다. 

단순히 초당 신호가 몇 번 반복되는지 나타냅니다. 

초당 비트 수는 초당 전송되는 비트 수를 나타냅니다. 

각 데이터 비트가 차동 쌍 전환과 동일한 D-PHY 프로토콜의 경우 레인당 데이터 속도는 클록 및 데이터 레인의 레인당 주파수보다 2배 높습니다. 

C-PHY와 같이 인코딩된 구성에서는 레인당 데이터 속도를 초당 비트 대신 초당 기호로 나타내기도 합니다. 

데이터 레인은 D-PHY처럼 디코딩될 기호를 직접 비트가 아닌 정수로 전송하기 때문입니다. 

C-PHY에서는 트리오의 신호가 전환될 때마다 기호가 변경됩니다. 

따라서 레인당 데이터 속도도 주파수의 두 배입니다. 

더 적은 신호로 D-PHY와 동일한 길이의 대역폭을 얻을 수 있기 때문에 C-PHY 구성이 자주 사용됩니다. 

앞서 D-PHY에서 언급한 바와 같이, 이러한 레인은 차동 쌍으로 구성되어 클록에 사용되는 차동 레인 하나와 함께 링크를 만들기 위해 병렬로 작동합니다. 

C-PHY에서 각 레인은 클록 신호가 없는 데이터 라인 3개로 구성됩니다. 

트리오의 데이터 라인을 서로 비교하여 세 개의 차동 신호를 생성합니다. 

이러한 신호의 값은 와이어 상태를 정의합니다. 

이후 와이어 상태의 변경에 따라 기호가 정의됩니다. 

그런 다음 이러한 기호는 7 ~ 16 인코딩 체계를 사용하여 디코딩됩니다. 

이러한 복잡성으로 인해 D-PHY와 동일한 링크당 비트 전송률을 달성하기 위해 신호를 적게 사용하는 반면 레인당 비트 전송률은 40% 더 낮아질 수 있습니다. 

C-PHY의 주요 단점은 인코딩 및 디코딩에 필요한 추가 블록 때문에 최소 프로세서 영역이 D-PHY보다 높다는 것입니다. 

주목할 점은 이런 유연성이 필요하다면 C-PHY와 D-PHY 모두 호환되는 하이브리드 시스템을 설계할 수 있다는 점입니다. 

두 구성 모두 시스템의 필요에 따라 사용되는 레인 수를 늘리거나 줄일 수 있다는 것이 장점입니다. 

최소 요구 사항은 데이터 레인이 1개에 불과해 스마트워치 디스플레이와 개인용 의료기기 등 저화질 및 저전력 애플리케이션에 매우 유리합니다. 

또한, 둘 이상의 데이터 레인으로 설계된 시스템은 저전력 애플리케이션 모드에서 하나의 데이터 레인으로 작동할 수 있습니다. 

이미지 또는 카메라 사양에서 데이터 속도를 계산하는 방법에 대해 실제 사례를 살펴보겠습니다. 

초당 60프레임에 8비트 RGB의 1600 x 2560 해상도의 카메라 모듈이 있다고 가정해 봅시다. 

먼저, 4개의 차동 데이터 레인과 1개의 차동 클록 레인이 포함된 D-PHY 구성을 총 10개의 신호에 사용하겠습니다. 

픽셀 클록 주파수를 계산할 수 있습니다. 픽셀 클록 주파수는 단순히 해상도에 초당 프레임을 곱한 값입니다. 

그러면 우리는 이미지 깊이를 곱해서 총 데이터 속도를 구할 수 있습니다. 

이것이 우리에게 필요한 링크 비트 전송률입니다. 

여기서 링크 비트 전송률을 데이터 레인 수로 나누어 레인당 데이터와 클록 속도를 얻을 수 있습니다. 

이 예에서 필요한 레인 비트 전송률은 초당 약 1.5기가비트입니다. 

그러나 우리는 이 비트 전송률에서 우수한 성능을 얻을 수 있도록 시스템이 충분한 여유를 갖도록 설계되어 있는지 확인하고 싶습니다. 

일반적으로 1/2~3배의 여유를 갖는 것이 과한 오버킬 없이 탁월한 시스템 성능을 보장하는 데 좋은 범위입니다. 

따라서 초당 2.2~4.4 기가비트 설계가 권장됩니다. 

마지막으로, 클록 사이클당 두 번씩 샘플링을 하기 때문에 설계 대역폭이 데이터 속도의 절반일 것입니다. 

같은 예를 사용하여, 우리는 3개의 데이터 레인이 있는 C-PHY 시스템에 대한 계산을 할 수 있습니다. 

이제 9개의 신호만 필요합니다. 

픽셀 클록 주파수와 링크당 데이터 속도 계산은 동일합니다. 

레인당 데이터 전송률은 C-PHY가 7에서 16인 인코딩 체계에 따라 곱해야 합니다. 

이 예에서 필요한 레인당 데이터 속도는 초당 1기가 기호에 불과합니다. 

권장 설계 대역폭은 D-PHY 경우보다 40% 낮은 초당 1.3~2.6 기가 기호가 될 것입니다. 

C-PHY의 주요 단점은 시스템 설계의 추가 오버헤드입니다. 

이제 시스템 요구 사항을 고려하여 MIPI 스위치를 선택할 때 주요 사양을 검토할 수 있습니다. 

가장 중요한 사양은 장치의 차등 대역폭, 분리 해제 및 크로스토크입니다. 대부분의 데이터 시트에서 이러한 사양은 하나의 특정 주파수로 등급이 지정됩니다. 

하지만 이 주파수는 시스템이 작동할 주파수가 아닐 수도 있습니다. 

또한 오프 격리 및 크로스토크는 주파수에 따라 크게 다를 수 있습니다. 

시스템의 요구에 맞는 장치 성능을 정확하게 나타내려면 데이터시트의 그림을 확인하십시오. 

이러한 사양에 대한 자세한 설명은 training.ti.com의 여기 링크된 TI 비디오에서 볼 수 있습니다. 

I 다이어그램은 장치 성능을 볼 때 좋은 참조가 될 수도 있습니다. 

이러한 값은 특정 데이터 속도로 캡처되며 신호 성능을 시각적으로 표현한 것입니다. 

I 다이어그램에 대한 자세한 내용은 training.ti.com에서 여기 링크된 TI 비디오를 참조하십시오. 

이 비디오에서는 MIPI 프로토콜과 MIPI 애플리케이션에 적합한 신호 스위치를 선택할 때 고려해야 할 매개 변수에 대해 배웠습니다. 

TI 제품에 대해 자세히 알아보려면 ti.com을 방문하십시오. 

감사합니다.