M31谈MIPI在车用电子的需求与挑战

 

摘要

MIPI 是Mobile Industry Processor Interface（行动产业处理器界面）的简称。本文将说明MIPI在新兴车用电子领域之地位与发展，接着针对MIPI在车用设计及测试上的标准与规范提出观点、并接续M31的MIPI产品线介绍，末节为MIPI技术服务之说明。

MIPI在车用电子的地位与发展

MIPI协会为一开放的会员制组织，2003年7月，由德州仪器（TI）、意法半导体（ST）、安谋（ARM）和诺基亚（Nokia），四家公司共同成立。此规格于近十年间蓬勃发展，手机、穿戴式装置等商规产品中，包含显示、镜头、储存、桥接等讯号收发，都透过了MIPI协会所制定的各项标准。时至今日，人工智能和车用电子也陆续导入，但车规毕竟与商规不同，挑战也随之而出。

近年车用电子的需求显著提升，对比消费性电子产品，车用电子对于抗高温、故障率等可靠度与安全标准要求都严格许多。纳入设计考虑并通过安全标准规范AEC-Q100和ISO26262等已成为开发车用IP时的必要关键。MIPI已与人们的生活紧密结合，显现于车载装置广泛应用上，由显示端的应用，如导航、时速表、娱乐系统等，到镜头端应用，包含环景侦测、驾驶状态监测、紧急煞停系统等，还有如倒车影像为结合显示与镜头的应用。上述车用功能往往比商用产品更加复杂、需要更庞大的数据传输量并大幅推升设计难度。

 

 

车用电子的标准与规范

在车用电子的标准中，AEC-Q100和ISO26262分别涵盖模块验证和功能认证，AEC-Q100由北美汽车产业所推动，针对的是IC类别，并规范了加速生命周期仿真、芯片制造可靠性、电性验证等多项测试。身为IP设计公司，M31主要进行HTOL高温寿命试验（High Temperature Operation Life）及ESD静电放电（Electrostatic Discharge）相关项目。

而ISO26262标准则规范FuSa（Functional Safety）功能安全，确保设计开发的遵循流程。标准中明确定义风险等级，称之为车辆安全完整性等级-ASIL（Automotive Safety Integrity Level），等级由低至高依序为A至D，其方法为设计过程中导入失效分析，藉由侦错机制之对应覆盖率计算出ASIL，不同的车载产品会对应不同的ASIL等级。针对市场需求，M31着重于ASIL B之取得，自2018年通过开发流程认证，并接续通过D-PHY和M-PHY的IP认证（图二），并拟订于今年完成C/D-PHY Combo IP认证。针对车用需求之客户，提供失效模式影响和诊断分析FMEDA(Failure Modes Effects and Diagnositcs Analysis）、安全手册SM(Safety Manual）等文件，协助客户进行产品整合。

 

图二 ISO26262认证书

 

M31 MIPI车规产品介绍

M31在MIPI领域已耕耘十年，提供依照车辆安全ISO26262 ASIL B规范开发于C-PHY、D-PHY、M-PHY、及C/D-PHY Combo 硅智财解决方案。

在D-PHY产品线中，M31从40奈米的成熟制程至7奈米的先进制程，无论是发射器（Transmitter）或接收器（Receiver）皆已完成布局，依ISO26262 ASIL B规范开发并已取得认证。视不同制程，最高速支持6.5Gbps，对应之规格为D-PHY v2.5，并已通过规格一致性测试CTS（Conformance Test Suit）v1.0的完整测试，具备低功耗、小芯片面积、信道交换（Lane Swapping）、最高速内建自我测试BIST（Built-in Self-test）设计，并同时支持8-bit及16-bit实体协议接口PPI（PHY Protocol Interface）标准。

MIPI C/D-PHY产品线，除具备D-PHY产品特点，同时支持C-PHY 16-bit及32-bit PPI标准，M31提供40奈米制程至3奈米制程，目前已进行至认证之最终阶段。视不同制程，提供规格C-PHY v2.0 / D-PHY v2.5，最高支持4通道总带宽59.28Gbps，目前40奈米至7奈米皆已通过CTS v1.0之完整测试，同时5奈米预计于年底完成测试及验证，而3奈米也已在开发阶段。

M-PHY产品线则提供从55奈米制程至5奈米制程，M31在16/12奈米以上制程，提供v3.1规格，并皆依ISO26262 ASIL B规范开发且已取得认证，并全数通过CTS测试。并以v4.1规格持续开发7奈米和5奈米制程技术。

M31专业MIPI技术服务

M31技术团队，专精于MIPI领域，产品具备从55奈米到3奈米制程技术，并针对不同需求皆有完整的布局，客户涵盖显示技术、智能影像侦测等多媒体芯片设计公司，乃至车用电子芯片设计公司。同时，M31也具备多面向的技术支持服务以及完整的实验室建构与量测设备从讯号质量分析、电气特性量测到系统兼容性测试及问题侦错排除，皆与客户保持密切合作，将助于提高客户产品竞争力，共创双赢。