Neues beim IIoT-Gerätedesign umsetzen
Auf die Embedded-Schnittstellen kommt es an
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Interview mit Tim McKee zu den Schnittstellen I3C, I3C Basic, CSI und CSI-2
»Die Entwicklung geht weiter«
Die MIPI Alliance entwickelt nicht nur die Spezifikationen für die Schnittstellen I3C und I3C Basic weiter, sondern hat auch andere Schnittstellen wie CSI und CSI-2 für die Bildverarbeitungstechnik unter ihren Fittichen. Tim McKee erläutert im Interview die Hintergründe.
Elektronik: Herr McKee, von der MIPI Alliance gibt es in der Bildver-arbeitungstechnik die Schnittstelle CSI bzw. CSI-2. Bestehen technische Beziehungen zwischen CSI/CSI-2 und I3C? Inwieweit ergänzen sich die beiden Schnittstellen? Welche Anwendungen deckt die eine Schnittstelle ab, welche die andere?
Tim McKee: Zunächst zur Unterscheidung: Die beiden Schnittstellen haben jeweils primäre Aufgaben. I3C dient als Dienstprogramm- und Steuerbusschnittstelle zum Anschluss von Peripheriegeräten an einen Anwendungsprozessor, während CSI-2 speziell als Bildverarbeitungsleitung konzipiert ist. Es gibt jedoch zwei wichtige Beziehungen zwischen CSI-2 und I3C:
➔ I3C lässt sich als ECC-Schnittstelle für CSI-2-Bildsensoren unter Verwendung des MIPI CCI (Camera Control Interface) nutzen. Die CCI-Schnittstelle ist auch über I2C oder direkt über einen MIPI PHY (MIPI C-PHY, D-PHY oder A-PHY) unter Verwendung der USL-Funktion (Universal Serial Link) von CSI-2 nutzbar, wodurch die Notwendigkeit einer separaten ECC-Schnittstelle vollständig entfällt.
➔ In der neuesten Version von CSI-2 (v4.0, die Anfang Dezember 2021 veröffentlicht wurde) kann I3C als Haupttransportkanal für einen Kamerasensor verwendet werden, sodass eine Physical-Layer-Schnittstelle nicht mehr erforderlich ist. Die Verwendung von CSI-2 über I3C nutzt eine neue Funktion in der CSI-2-Spezifikation namens AOSC (Always on Sentinel Conduit). AOSC ermöglicht eine extrem stromsparende, immer aktive Bildinferenz durch einen integrierten oder externen DSP, sodass ein stromsparendes Host-Gerät immer in Betrieb ist, seine Umgebung ständig überwacht und die Anwendungs-CPU nur bei einem relevanten Ereignis aufweckt. AOSC ermöglicht den MIPI-CSI-2-Frame-Transport und die bidirektionale Steuerung über I3C.
Wie genau erfolgt die Anbindung von Sensoren, Aktoren, Steuerungen und User-Interface-Komponenten an Host-Prozessoren mittels I3C, und welche Aufgaben erfüllt der Host-Prozessor dann?
Bild 3 im Beitrag zeigt eine typische Implementierung, die das MIPI I3C Host Controller Interface nutzt, das von Betriebssystemen für den Zugriff auf MIPI-I3C-Geräte und -Funktionen verwendet wird. Im MIPI I3C HCI ist ein gemeinsamer Satz von Fähigkeiten für den Host Controller definiert, der auf der MIPI-Website öffentlich zum Download bereitsteht.
Wie weit ist die Spezifikation der I3C-Schnittstelle fortgeschritten? Welche Roadmap verfolgt die MIPI Alliance mit der Schnittstelle?
MIPI I3C v1.0 wurde ursprünglich im Dezember 2016 für MIPI-Mitglieder freigegeben, woraufhin 2018 die öffentlich verfügbare Spezifikation I3C Basic v1.0 folgte. Mit I3C v1.1, die 2019 veröffentlicht wurde, kamen neue Funktionen hinzu. Im Herbst 2021 wurden I3C v1.1.1 und I3C Basic v1.1.1 mit enger aufeinander abgestimmten Funktionssätzen und aktualisierter Terminologie eingeführt. I3C Basic wurde 2020 auch in die Sideband-Bus- und DDR5-Normen der JEDEC aufgenommen.
Für die nächste Version von I3C und I3C Basic beabsichtigt die MIPI I3C Working Group eine Reihe neuer Funktionen und Verbesserungen, darunter eine größere Reichweite, verschiedene Verbesserungen bei der Entwicklung von Spezifikationen, die Unterstützung von mehr Anforderungen im Automobilbereich, Geschwindigkeitssteigerungen, neue Multi-Lane-Anwendungen, neue PHY-Ansätze, standardisierte Steckverbinder und andere Funktionsverbesserungen. Die Arbeitsgruppe wird auch weiterhin mit Partnern aus der Industrie zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass der Funktionsumfang der I3C-Spezifikation stetig erweitert wird, um den Anforderungen des Ecosystems gerecht zu werden.
Vielen Dank für das Gespräch, Herr McKee.
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