Como as especificações da MIPI Alliance habilitam o IIoT

As aplicações de IoT industrial (IIoT) devem crescer maciçamente na próxima década, gerando ganhos de produtividade e eficiência em indústrias de processo, como petróleo e gás, alimentos e bebidas, farmacêutica, química, energia e mineração, bem como indústrias discretas como a aeroespacial , semicondutores e manufatura.

O desenvolvimento de novos sistemas ciberfísicos que sustentam esse crescimento dependerá do uso de câmeras de alta resolução para melhorar a visão de máquina, monitores de alta resolução para permitir interfaces de usuário ricas e interfaces de comando e controle otimizadas para conectar sensores, atuadores e outros componentes.

Este artigo explica como as especificações MIPI, que são amplamente implementadas em bilhões de dispositivos móveis, podem ser aproveitadas pelos desenvolvedores para criar designs de dispositivos bem-sucedidos, reduzir os esforços de desenvolvimento e reduzir custos em vários aplicativos IIoT.

Definindo a internet das coisas industrial

A IIoT prevê processos industriais altamente digitalizados que coletam e compartilham dados por meio do uso de máquinas conectadas e outros dispositivos. Usando análises em tempo real, os dados são usados ​​em processos industriais mais amplos para resolver proativamente os problemas de produção e fornecimento, melhorar a eficiência, aprimorar a logística e responder a novas demandas.

O crescimento neste mercado está sendo impulsionado por tecnologias como 5G, inteligência artificial (AI), análise de big data, computação em nuvem, visão de máquina e robótica. Ao conectar os mundos físico e digital, a IIoT pode monitorar e otimizar um processo industrial inteiro e uma cadeia de suprimentos mais ampla.

Benefícios das especificações MIPI em IIoT

A MIPI Alliance desenvolve interfaces que conectam componentes integrados (câmeras, monitores, sensores, módulos de comunicação) em dispositivos eletrônicos. As especificações MIPI, suítes de teste de conformidade, ferramentas de depuração, software e outros recursos permitem que os desenvolvedores criem dispositivos conectados inovadores.

O foco da organização é projetar e promover interfaces de hardware e software que simplifiquem a integração de componentes embutidos em um dispositivo, desde a antena e modem até periféricos e o processador do aplicativo. A MIPI Alliance elabora todas as suas especificações para atender às rigorosas condições de operação exigidas em dispositivos móveis:desempenho de alta largura de banda, baixo consumo de energia e baixa interferência eletromagnética (EMI).

As especificações MIPI fornecem os seguintes benefícios para aplicações IIoT:

• Dispositivos essenciais para a segurança, como máquinas industriais, se beneficiam das interfaces funcionalmente seguras e seguras do MIPI
• Dispositivos de baixo consumo de energia se beneficiam dos recursos de economia de energia do MIPI
• Dispositivos conectados se beneficiam da preparação 5G da MIPI
• Dispositivos de tamanho limitado se beneficiam da baixa contagem de pinos / fios e baixa EMI da MIPI
• O software MIPI e os recursos de depuração aceleram o design e o desenvolvimento do dispositivo.

Usos das especificações MIPI

As soluções IIoT serão construídas sobre uma ampla gama de dispositivos. Destacamos alguns exemplos para demonstrar a aplicabilidade das especificações MIPI para diferentes casos de uso de IIoT.

Controle de qualidade farmacêutica

A visão da máquina é essencial para a indústria farmacêutica, sendo usada para processos críticos de inspeção, como verificação da integridade da embalagem, níveis de enchimento, integridade do selo de segurança e rotulagem. O uso da visão de máquina é fundamental para a qualidade do produto e um fator-chave para a produtividade. O uso de câmeras de alta resolução é essencial para essas aplicações e outras funcionalidades de IA baseadas na visão.

As especificações MIPI que permitem a visão mecânica incluem:

• MIPICSI-2 sobre MIPI C-PHY, D-PHY ou A-PHY para fornecer um protocolo altamente escalonável para conectar câmeras de alta resolução, permitindo inferência de visão de baixo consumo
• MIPI I3C para fornecer uma interface de controle e comando de dois fios de baixa complexidade para câmeras e outros sensores

Veículos industriais automatizados

Veículos automatizados são usados ​​em muitos processos industriais para transportar materiais em um local, seguindo rotas predefinidas usando balizas de rádio, câmeras e lasers para navegação. Os veículos automatizados podem conter centenas de sensores e gerar grandes volumes de dados.

As especificações MIPI que suportam veículos automatizados incluem:

• MIPI CSI-2 sobre A-PHY para conectar câmeras de alta resolução (ou lidars), permitindo inferência de visão e visão de máquina para o veículo navegar em um local industrial
• MIPI A-PHY para fornecer uma interface física ultraconfiável de longo alcance (≤15m) para conectar componentes em ambientes EMI ruidosos
• MIPI I3C para fornecer uma interface de dois fios de baixa complexidade para conectar os sensores e atuadores dentro do veículo
• MIPI RFFE dentro do módulo de comunicação de rádio do veículo para permitir conectividade sem fio para sistemas operacionais

Sistemas de controle industrial com interfaces de usuário avançadas

Os sistemas de controle da máquina estão se tornando mais avançados, conectando as máquinas a um processo industrial mais amplo e fornecendo interfaces de usuário ricas para permitir o monitoramento e controle do operador.

Especificações MIPI que suportam sistemas de controle de máquina:

• MIPI DSI-2 sobre C-PHY, D-PHY ou A-PHY para acionar painéis de exibição de alta resolução
• MIPI Touch sobre MIPI I3C para habilitar interfaces de usuário avançadas baseadas em touchscreen
• MIPI I3C para fornecer uma interface de dois fios de baixa complexidade para conectar os componentes da interface do usuário, como botões, LEDs e campainhas

Mais informações sobre como as especificações MIPI relevantes para habilitar IIoT são explicadas em um white paper, “MIPI Alliance:Enabling the IoT Opportunity.”