Cómo las especificaciones de MIPI Alliance habilitan el IIoT

Se pronostica que las aplicaciones de IoT industrial (IIoT) crecerán enormemente durante la próxima década, impulsando ganancias de productividad y eficiencia en industrias de procesos como petróleo y gas, alimentos y bebidas, productos farmacéuticos, químicos, energía y minería, así como industrias discretas como la aeroespacial , semiconductores y fabricación.

El desarrollo de nuevos sistemas ciberfísicos que sustentan este crecimiento dependerá del uso de cámaras de alta resolución para potenciar la visión artificial, pantallas de alta resolución para permitir interfaces de usuario ricas e interfaces de comando y control optimizadas para conectar sensores, actuadores y otros. componentes.

Este artículo explica cómo los desarrolladores pueden aprovechar las especificaciones MIPI, que se implementan ampliamente en miles de millones de dispositivos móviles, para crear diseños de dispositivos exitosos, reducir los esfuerzos de desarrollo y reducir los costos en varias aplicaciones IIoT.

Definición de la Internet industrial de las cosas

El IIoT prevé procesos industriales altamente digitalizados que recopilan y comparten datos mediante el uso de máquinas conectadas y otros dispositivos. Mediante el uso de análisis en tiempo real, los datos se utilizan en procesos industriales más amplios para abordar proactivamente problemas de producción y suministro, mejorar la eficiencia, mejorar la logística y responder a nuevas demandas.

El crecimiento en este mercado está impulsado por tecnologías como 5G, inteligencia artificial (IA), análisis de big data, computación en la nube, visión artificial y robótica. Al conectar los mundos físico y digital, el IIoT puede monitorear y optimizar un proceso industrial completo y una cadena de suministro más amplia.

Beneficios de las especificaciones MIPI en IIoT

MIPI Alliance desarrolla interfaces que conectan componentes integrados (cámaras, pantallas, sensores, módulos de comunicaciones) dentro de dispositivos electrónicos. Las especificaciones de MIPI, los conjuntos de pruebas de conformidad, las herramientas de depuración, el software y otros recursos permiten a los desarrolladores crear dispositivos conectados innovadores.

El enfoque de la organización es diseñar y promover interfaces de hardware y software que simplifiquen la integración de los componentes integrados en un dispositivo, desde la antena y el módem hasta los periféricos y el procesador de aplicaciones. MIPI Alliance elabora todas sus especificaciones para cumplir con las estrictas condiciones de funcionamiento requeridas en los dispositivos móviles:rendimiento de gran ancho de banda, bajo consumo de energía y baja interferencia electromagnética (EMI).

Las especificaciones MIPI brindan los siguientes beneficios a las aplicaciones IIoT:

• Los dispositivos críticos para la seguridad, como las máquinas industriales, se benefician de las interfaces funcionalmente seguras y seguras de MIPI
• Los dispositivos de bajo consumo se benefician de las funciones de ahorro de energía de MIPI
• Los dispositivos conectados se benefician de la preparación para 5G de MIPI
• Los dispositivos con limitaciones de tamaño se benefician de la baja cantidad de pines / cables y la EMI baja de MIPI
• El software y los recursos de depuración de MIPI aceleran el diseño y desarrollo de dispositivos.

Usos de las especificaciones MIPI

Las soluciones IIoT se basarán en una amplia gama de dispositivos. Destacamos algunos ejemplos para demostrar la aplicabilidad de las especificaciones de MIPI a diferentes casos de uso de IIoT.

Control de calidad farmacéutica

La visión artificial es esencial para la industria farmacéutica y se utiliza para procesos de inspección críticos, como la verificación de la integridad del paquete, los niveles de llenado, la integridad del sello de seguridad y el etiquetado. El uso de la visión artificial es fundamental para la calidad del producto y un factor clave de la productividad. El uso de cámaras de alta resolución es esencial para estas aplicaciones y otras funciones de IA basadas en la visión.

Las especificaciones de MIPI que permiten la visión artificial incluyen:

• MIPICSI-2 sobre MIPI C-PHY, D-PHY o A-PHY para proporcionar un protocolo altamente escalable para conectar cámaras de alta resolución, lo que permite inferencias de visión de baja potencia
• MIPI I3C para proporcionar una interfaz de comando y control de dos cables y baja complejidad para cámaras y otros sensores

Vehículos industriales automatizados

Los vehículos automatizados se utilizan en muchos procesos industriales para transportar materiales por un sitio, siguiendo rutas predefinidas utilizando balizas de radio, cámaras y láseres para la navegación. Los vehículos automatizados pueden contener cientos de sensores y generar grandes volúmenes de datos.

Las especificaciones de MIPI que admiten vehículos automatizados incluyen:

• MIPI CSI-2 sobre A-PHY para conectar cámaras de alta resolución (o lidars), lo que permite inferencias de visión y visión artificial para que el vehículo navegue por un sitio industrial
• MIPI A-PHY para proporcionar una interfaz física ultrafiable de largo alcance (≤15 m) para vincular componentes en entornos ruidosos EMI
• MIPI I3C para proporcionar una interfaz de dos cables de baja complejidad para conectar los sensores y actuadores dentro del vehículo
• MIPI RFFE dentro del módulo de comunicaciones por radio del vehículo para permitir la conectividad inalámbrica a los sistemas operativos

Sistemas de control industrial con interfaces de usuario avanzadas

Los sistemas de control de máquinas se están volviendo más avanzados, conectando las máquinas a un proceso industrial más amplio y proporcionando interfaces de usuario enriquecidas para permitir la supervisión y el control del operador.

Especificaciones de MIPI que admiten sistemas de control de máquinas:

• MIPI DSI-2 sobre C-PHY, D-PHY o A-PHY para controlar paneles de visualización de alta resolución
• MIPI Touch sobre MIPI I3C para habilitar interfaces de usuario avanzadas basadas en pantalla táctil
• MIPI I3C para proporcionar una interfaz de dos cables de baja complejidad para conectar los componentes de la interfaz de usuario, como botones pulsadores, LED y zumbadores

Más información sobre cómo las especificaciones de MIPI relevantes para habilitar IIoT se explican en un documento técnico, "MIPI Alliance:Habilitación de la oportunidad de IoT".