Hoe de specificaties van de MIPI Alliance het IIoT inschakelen

Verwacht wordt dat industriële IoT-toepassingen (IIoT) het komende decennium enorm zullen groeien, wat leidt tot productiviteits- en efficiëntiewinsten in procesindustrieën zoals olie en gas, voedsel en dranken, farmaceutica, chemicaliën, energie en mijnbouw, evenals discrete industrieën zoals lucht- en ruimtevaart , halfgeleiders en productie.

De ontwikkeling van nieuwe cyberfysische systemen die aan deze groei ten grondslag liggen, zal afhangen van het gebruik van camera's met een hoge resolutie om machine vision aan te drijven, displays met een hoge resolutie om rijke gebruikersinterfaces mogelijk te maken, en geoptimaliseerde commando- en besturingsinterfaces om sensoren, actuatoren en andere aan te sluiten. componenten.

In dit artikel wordt uitgelegd hoe MIPI-specificaties, die op grote schaal worden geïmplementeerd binnen miljarden mobiele apparaten, door ontwikkelaars kunnen worden gebruikt om succesvolle apparaatontwerpen te maken, ontwikkelingsinspanningen te verminderen en kosten te verlagen voor een aantal IIoT-applicaties.

Het industriële internet der dingen definiëren

Het IIoT voorziet in sterk gedigitaliseerde industriële processen die gegevens verzamelen en delen door het gebruik van verbonden machines en andere apparaten. Met behulp van realtime analyses worden gegevens gebruikt in bredere industriële processen om productie- en leveringsproblemen proactief aan te pakken, de efficiëntie te verbeteren, de logistiek te verbeteren en te reageren op nieuwe eisen.

De groei in deze markt wordt aangedreven door technologieën zoals 5G, kunstmatige intelligentie (AI), big data-analyse, cloud computing, machine vision en robotica. Door de fysieke en digitale wereld met elkaar te verbinden, kan het IIoT een volledig industrieel proces en een bredere supply chain monitoren en optimaliseren.

Voordelen van MIPI-specificaties in IIoT

MIPI Alliance ontwikkelt interfaces die embedded componenten (camera's, displays, sensoren, communicatiemodules) binnen elektronische apparaten met elkaar verbinden. Met MIPI-specificaties, conformiteitstestsuites, debug-tools, software en andere bronnen kunnen ontwikkelaars innovatieve verbonden apparaten maken.

De focus van de organisatie ligt op het ontwerpen en promoten van hardware- en software-interfaces die de integratie van componenten die in een apparaat zijn ingebouwd, vereenvoudigen, van de antenne en modem tot randapparatuur en de applicatieprocessor. MIPI Alliance stelt al zijn specificaties op om te voldoen aan de strenge bedrijfsomstandigheden die vereist zijn voor mobiele apparaten:hoge bandbreedteprestaties, laag stroomverbruik en lage elektromagnetische interferentie (EMI).

MIPI-specificaties bieden de volgende voordelen voor IIoT-toepassingen:

• Veiligheidskritieke apparaten, zoals industriële machines, profiteren van de functioneel veilige en beveiligde interfaces van MIPI
• Low-power apparaten profiteren van de energiebesparende functies van MIPI
• Verbonden apparaten profiteren van MIPI's 5G-paraatheid
• Apparaten met beperkte afmetingen profiteren van MIPI's lage pin-/draadtellingen en lage EMI
• MIPI's software en debug-bronnen versnellen het ontwerp en de ontwikkeling van apparaten.

Gebruik van MIPI-specificaties

IIoT-oplossingen zullen worden gebouwd op een breed scala aan apparaten. We hebben een paar voorbeelden uitgelicht om de toepasbaarheid van MIPI-specificaties op verschillende IIoT-gebruiksgevallen aan te tonen.

Farmaceutische kwaliteitscontrole

Machinevisie is essentieel voor de farmaceutische industrie en wordt gebruikt voor kritieke inspectieprocessen zoals het controleren van de integriteit van verpakkingen, vulniveaus, integriteit van veiligheidszegels en etikettering. Het gebruik van machine vision is van cruciaal belang voor de productkwaliteit en een belangrijke aanjager van productiviteit. Het gebruik van camera's met een hoge resolutie is essentieel voor deze toepassingen en andere op visie gebaseerde AI-functionaliteit.

MIPI-specificaties die machinevisie mogelijk maken, zijn onder meer:

• MIPICSI-2 via MIPI C-PHY, D-PHY of A-PHY om een ​​zeer schaalbaar protocol te bieden om camera's met hoge resolutie aan te sluiten, waardoor visuele inferentie met laag vermogen mogelijk wordt
• MIPI I3C voor een lage complexiteit, tweedraads commando- en besturingsinterface voor camera's en andere sensoren

Geautomatiseerde industriële voertuigen

Geautomatiseerde voertuigen worden in veel industriële processen gebruikt om materialen over een locatie te transporteren, waarbij ze vooraf gedefinieerde routes volgen met behulp van radiobakens, camera's en lasers voor navigatie. Geautomatiseerde voertuigen kunnen honderden sensoren bevatten en enorme hoeveelheden gegevens genereren.

MIPI-specificaties die geautomatiseerde voertuigen ondersteunen, zijn onder meer:

• MIPI CSI-2 via A-PHY om camera's met hoge resolutie (of lidars) aan te sluiten, waardoor visie-inferentie en machinevisie mogelijk worden voor het voertuig om rond een industrieel terrein te navigeren
• MIPI A-PHY om een ​​uiterst betrouwbare fysieke interface met groot bereik (≤15 m) te bieden om componenten in lawaaierige EMI-omgevingen te koppelen
• MIPI I3C voor een lage complexiteit, tweedraads interface om de sensoren en actuatoren in het voertuig aan te sluiten
• MIPI RFFE in de radiocommunicatiemodule van het voertuig om draadloze connectiviteit met besturingssystemen mogelijk te maken

Industriële controlesystemen met geavanceerde gebruikersinterfaces

Machinebesturingssystemen worden steeds geavanceerder, verbinden machines met een breder industrieel proces en bieden uitgebreide gebruikersinterfaces voor bewaking en controle door de operator.

MIPI-specificaties die machinebesturingssystemen ondersteunen:

• MIPI DSI-2 over C-PHY, D-PHY of A-PHY om beeldschermen met hoge resolutie aan te sturen
• MIPI Touch over MIPI I3C om geavanceerde touchscreen-gebaseerde gebruikersinterfaces in te schakelen
• MIPI I3C om een ​​lage complexiteit, tweedraads interface te bieden om gebruikersinterfacecomponenten zoals drukknoppen, LED's en zoemers aan te sluiten

Meer informatie over hoe MIPI-specificaties die relevant zijn voor het inschakelen van IIoT worden uitgelegd in een witboek, "MIPI Alliance:Enabling the IoT Opportunity."