Comment les spécifications MIPI Alliance activent l'IIoT

Les applications de l'IoT industriel (IIoT) devraient croître massivement au cours de la prochaine décennie, entraînant des gains de productivité et d'efficacité dans les industries de transformation telles que le pétrole et le gaz, l'alimentation et les boissons, les produits pharmaceutiques, les produits chimiques, l'énergie et l'exploitation minière, ainsi que des industries discrètes telles que l'aérospatiale , semi-conducteurs et fabrication.

Le développement de nouveaux systèmes cyber-physiques qui sous-tendent cette croissance dépendra de l'utilisation de caméras haute résolution pour alimenter la vision industrielle, d'écrans haute résolution pour permettre des interfaces utilisateur riches et d'interfaces de commande et de contrôle optimisées pour connecter des capteurs, des actionneurs et d'autres composants.

Cet article explique comment les spécifications MIPI, qui sont largement mises en œuvre dans des milliards d'appareils mobiles, peuvent être exploitées par les développeurs pour créer des conceptions d'appareils réussies, ralentir les efforts de développement et réduire les coûts sur un certain nombre d'applications IIoT.

Définition de l'Internet des objets industriel

L'IIoT envisage des processus industriels hautement numérisés qui collectent et partagent des données grâce à l'utilisation de machines connectées et d'autres appareils. Grâce à l'analyse en temps réel, les données sont utilisées dans des processus industriels plus larges pour résoudre de manière proactive les problèmes de production et d'approvisionnement, améliorer l'efficacité, améliorer la logistique et répondre aux nouvelles demandes.

La croissance de ce marché est tirée par des technologies telles que la 5G, l'intelligence artificielle (IA), l'analyse des mégadonnées, le cloud computing, la vision artificielle et la robotique. En connectant les mondes physique et numérique, l'IIoT peut surveiller et optimiser l'ensemble d'un processus industriel et une chaîne d'approvisionnement plus large.

Avantages des spécifications MIPI dans l'IIoT

MIPI Alliance développe des interfaces qui connectent des composants embarqués (caméras, écrans, capteurs, modules de communication) au sein d'appareils électroniques. Les spécifications MIPI, les suites de tests de conformité, les outils de débogage, les logiciels et autres ressources permettent aux développeurs de créer des appareils connectés innovants.

L'objectif de l'organisation est de concevoir et de promouvoir des interfaces matérielles et logicielles qui simplifient l'intégration des composants intégrés dans un appareil, de l'antenne et du modem aux périphériques et au processeur d'application. MIPI Alliance élabore toutes ses spécifications pour répondre aux conditions de fonctionnement strictes requises dans les appareils mobiles :performances de bande passante élevée, faible consommation d'énergie et faibles interférences électromagnétiques (EMI).

Les spécifications MIPI offrent les avantages suivants aux applications IIoT :

• Les appareils critiques pour la sécurité, tels que les machines industrielles, bénéficient des interfaces fonctionnellement sûres et sécurisées de MIPI
• Les appareils à faible consommation bénéficient des fonctionnalités d'économie d'énergie de MIPI
• Les appareils connectés bénéficient de la préparation 5G de MIPI
• Les appareils à taille limitée bénéficient du faible nombre de broches/fils de MIPI et de la faible EMI
• Les ressources logicielles et de débogage de MIPI accélèrent la conception et le développement des appareils.

Utilisations des spécifications MIPI

Les solutions IIoT seront construites sur une large gamme d'appareils. Nous avons mis en évidence quelques exemples pour démontrer l'applicabilité des spécifications MIPI à différents cas d'utilisation de l'IIoT.

Contrôle qualité pharmaceutique

La vision industrielle est essentielle à l'industrie pharmaceutique, étant utilisée pour les processus d'inspection critiques tels que la vérification de l'intégrité des emballages, des niveaux de remplissage, de l'intégrité des scellés de sécurité et de l'étiquetage. L'utilisation de la vision industrielle est essentielle à la qualité des produits et un moteur clé de la productivité. L'utilisation de caméras haute résolution est essentielle pour ces applications et d'autres fonctionnalités d'IA basées sur la vision.

Les spécifications MIPI qui permettent la vision industrielle incluent :

• MIPCSI-2 sur MIPI C-PHY, D-PHY ou A-PHY pour fournir un protocole hautement évolutif pour connecter des caméras haute résolution, permettant l'inférence de vision à faible consommation
• MIPI I3C pour fournir une interface de commande et de contrôle à deux fils de faible complexité pour les caméras et autres capteurs

Véhicules industriels automatisés

Les véhicules automatisés sont utilisés dans de nombreux processus industriels pour transporter des matériaux sur un site, en suivant des itinéraires prédéfinis à l'aide de radiobalises, de caméras et de lasers pour la navigation. Les véhicules automatisés peuvent contenir des centaines de capteurs et générer d'énormes volumes de données.

Les spécifications MIPI qui prennent en charge les véhicules automatisés incluent :

• MIPI CSI-2 sur A-PHY pour connecter des caméras haute résolution (ou lidars), permettant l'inférence de vision et la vision industrielle pour que le véhicule se déplace sur un site industriel
• MIPI A-PHY pour fournir une interface physique ultra-fiable à longue portée (≤15 m) pour relier les composants dans des environnements EMI bruyants
• MIPI I3C pour fournir une interface à deux fils de faible complexité pour connecter les capteurs et les actionneurs dans le véhicule
• MIPI RFFE dans le module de communication radio du véhicule pour permettre la connectivité sans fil aux systèmes d'exploitation

Systèmes de contrôle industriel avec interfaces utilisateur avancées

Les systèmes de contrôle des machines sont de plus en plus avancés, connectant les machines à un processus industriel plus large et fournissant des interfaces utilisateur riches pour permettre la surveillance et le contrôle de l'opérateur.

Spécifications MIPI prenant en charge les systèmes de contrôle des machines :

• MIPI DSI-2 sur C-PHY, D-PHY ou A-PHY pour piloter des panneaux d'affichage haute résolution
• MIPI Touch sur MIPI I3C pour activer des interfaces utilisateur avancées basées sur un écran tactile
• MIPI I3C pour fournir une interface à deux fils de faible complexité pour connecter des composants d'interface utilisateur tels que des boutons-poussoirs, des voyants et des buzzers

Plus d'informations sur la façon dont les spécifications MIPI pertinentes pour l'activation de l'IIoT sont expliquées dans un livre blanc, « MIPI Alliance : Enabling the IoT Opportunity. »