智慧手機 智慧型手機 MIPI

從手機到智慧車/物聯網 MIPI規格應用開枝散葉

2020-01-07
自智慧手機發展以來,MIPI聯盟一直致力於行動介面的標準制定,而隨著物聯網、車用產業的需求逐漸升溫,MIPI聯盟更基礎於既有行動介面技術向外擴張,加速新興產業應用成形。

三個顯而易見的潮流正在發生,逐步帶動許多行動與相關產業的飛快成長與創新問世。首先,全球對於智慧手機、平板電腦與其它行動裝置的使用與頻寬需求正在成長。人們使用這些裝置觀看影片、使用社群媒體、工作、以及進行其它活動。在不久之前,這些活動仍必須在個人電腦上以有線的網路方式進行。其次,汽車產業正在積極發展創新。創新的連線車輛、以及自動與半自動應用的問世,造就對感測器、相機、以及資料處理的更大量需求,而且應用範圍不僅限於車輛,以及更長距離的連線方式。最後,物聯網的擴展在工業、智慧能源、智慧城市、穿戴式裝置、醫療等方面應用帶來爆炸性成長,每天都有新的應用出現。

在這些潮流推動之下,思科(Cisco)的視覺網路指數(VNI)預估2016年至2021年間,行動資料量的複合成長率(CAGR)將達46%。到了這段期間結束時,全球每月行動資料量將超過48艾位元組(EB)。

隨著5G行動技術推展,將帶來更快速率、更低延遲,以及更高擴充能力,幫助因應與推動以上成長。例如,執行尖峰傳輸速率達每秒20兆位元組(Gbps)的5G網路,不但能夠分擔日漸成長的頻寬需求,滿足使用行動裝置觀看更多串流影片的行動消費者,還能為愈來愈多的新問世自動與半自動汽車應用奠定基礎,這些應用可能需要仰賴在都會區傳送高解析度地圖資訊。

對於全球行動與相關產業而言,這些發展將帶來深遠意義。好消息是,為了創造這些產業所需的行動裝置標準介面,業界必須投入大量心血與複雜工作,這些都已經完成或正在進行,包括全球公認的標準組織MIPI聯盟也正參與其中。

打通相機/顯示連結 MIPI聯盟專注行動領域

雖然新興的物聯網應用也需要5G的超低延遲與超高裝置密度,但是對於以上能力最迫切需求其實來自全球智慧手機市場。除了市場的龐大規模之外,另一個原因是產品的更新率。以智慧手機使用者為例,通常每隔兩年就會更換行動裝置。

從過去到現在,行動一向是MIPI聯盟的重點。該聯盟成立於2003年,當時的主要動力來自行動處理器相機介面標準化需求,其次是顯示螢幕介面標準化。在這之前,每家OEM廠商必須為自家手機投資開發相機處理器與顯示器。MIPI為這些基礎介面制定具備高成本效益的標準,對於之後行動創新大舉問世扮演關鍵角色。在MIPI聯盟旗下的數十項規格之中,相機處理器與顯示器介面仍是目前應用最廣的規格。

MIPI聯盟的使命是全力堅持低耗電、高頻寬、以及低電磁干擾(EMI)原則,率先為行動產業制定正確規格。經由這些努力,MIPI將其規格擴展至當初無從預料的產業領域與全新產業。MIPI成立之初,成員主要是裝置OEM廠商、應用處理器研發商、以及半導體業者。時至今日,該聯盟的貢獻者生態系已大幅擴展,涵蓋測試實驗室、測試裝備廠商、軟體供應商、消費性電子產品業者等等,而且時有出乎意料的新領域產生。例如近年來,航空公司與汽車業的供應商也出現在MIPI聯盟成員陣容中。

汽車/IoT技術同步創新

MIPI規格的開發工作,早在實際應用產品上市之前數年已經開始。其實,許多MIPI現有規格的設計能夠支援第一代5G智慧手機,以及像是工業物聯網、以及聯網/自動/半自動車輛等其它領域。事實上,車用應用是以上發展的最佳研究案例之一。

車用電子產業的現況與2000年代初期的行動產業展望頗為類似。當時,行動電話的產品設計與開發受制於基礎介面科技的分隔化。隨著汽車業完成相機與顯示器等MIPI規格的整合,利用這些規格帶來的互通性、簡化設計、縮短上市時間、成本效益、以及優化效能與耗電等優點,不過全新先進規格的開發也正在進行之中。例如,MIPI A-PHY v1.0實體層規格將為汽車業提供統一的長距離車用連線標準,滿足業界對高速、低延遲、安全運作、輕量化線路、低耗電以及足夠規模經濟的需求。

對消費者而言,這項科技發展的部份成果顯而易見,包括連結至倒車顯影的高解析度前儀表板顯示螢幕、配備GPS導航的娛樂資訊系統顯示螢幕以及多模無線藍牙、IEEE 802.11 Wi-Fi以及4G/5G行動連線。其它的成果則在幕後運作,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)與自動駕駛系統(ADS)的先進電子設備以及全系統功能。根據Research and Markets的《車用相機市場報告:潮流、預估與競爭分析》預估,車用相機市場規模至2023年將成長至75億美元,並且將主要成長動力之一歸功於先進駕駛輔助系統(ADAS)。MIPI規格實現了更智慧、連線與自動化的汽車設計。

包羅廣泛的物聯網應用也運用了MIPI規格。部分應用整合多種感測器以及高效能相機與顯示器,像是智慧手表、抬頭(玻璃)顯示螢幕應用、虛擬或擴增實境頭戴式顯示器、遊戲產品以及機器人系統等。其它例子的設計較為簡單,主要用於收集與傳送感測器資料,例如健康與健身用的多種單一功能穿戴式裝置、智慧家電、智慧電表、銷售點裝置、保安攝影機以及門鎖。

(本文作者為MIPI聯盟董事總經理)

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