M31談MIPI在車用電子的需求與挑戰

摘要

MIPI是Mobile Industry Processor Interface（行動產業處理器界面）的簡稱。本文將說明MIPI在新興車用電子領域之地位與發展，接著針對MIPI在車用設計及測試上的標準與規范提出觀點、并接續M31的MIPI產品線介紹，末節為MIPI技術服務之說明。

MIPI在車用電子的地位與發展

MIPI協會為一開放的會員制組織，2003年7月，由德州儀器（TI）、意法半導體（ST）、安謀（ARM）和諾基亞（Nokia），四家公司共同成立。此規格于近十年間蓬勃發展，手機、穿戴式裝置等商規產品中，包含顯示、鏡頭、儲存、橋接等訊號收發，都透過了MIPI協會所制定的各項標準。時至今日，人工智能和車用電子也陸續導入，但車規畢竟與商規不同，挑戰也隨之而出。

近年車用電子的需求顯著提升，對比消費性電子產品，車用電子對于抗高溫、故障率等可靠度與安全標準要求都嚴格許多。納入設計考慮并通過安全標準規范AEC-Q100和ISO26262等已成為開發車用IP時的必要關鍵。MIPI已與人們的生活緊密結合，顯現于車載裝置廣泛應用上，由顯示端的應用，如導航、時速表、娛樂系統等，到鏡頭端應用，包含環景偵測、駕駛狀態監測、緊急煞停系統等，還有如倒車影像為結合顯示與鏡頭的應用。上述車用功能往往比商用產品更加復雜、需要更龐大的數據傳輸量并大幅推升設計難度。

車用電子的標準與規范

在車用電子的標準中，AEC-Q100和ISO26262分別涵蓋模塊驗證和功能認證，AEC-Q100由北美汽車產業所推動，針對的是IC類別，并規范了加速生命周期仿真、芯片制造可靠性、電性驗證等多項測試。身為IP設計公司，M31主要進行HTOL高溫壽命試驗（High Temperature Operation Life）及ESD靜電放電（Electrostatic Discharge）相關項目。

而ISO26262標準則規范FuSa（Functional Safety）功能安全，確保設計開發的遵循流程。標準中明確定義風險等級，稱之為車輛安全完整性等級-ASIL（Automotive Safety Integrity Level），等級由低至高依序為A至D，其方法為設計過程中導入失效分析，藉由偵錯機制之對應覆蓋率計算出ASIL，不同的車載產品會對應不同的ASIL等級。針對市場需求，M31著重于ASIL B之取得，自2018年通過開發流程認證，并接續通過D-PHY和M-PHY的IP認證（圖二），并擬訂于今年完成C/D-PHY Combo IP認證。針對車用需求之客戶，提供失效模式影響和診斷分析FMEDA(Failure Modes Effects and Diagnositcs Analysis）、安全手冊SM(Safety Manual）等文件，協助客戶進行產品整合。

M31 MIPI車規產品介紹

M31在MIPI領域已耕耘十年，提供依照車輛安全ISO26262 ASIL B規范開發于C-PHY、D-PHY、M-PHY、及C/D-PHY Combo硅智財解決方案。

在D-PHY產品線中，M31從40奈米的成熟制程至7奈米的先進制程，無論是發射器（Transmitter）或接收器（Receiver）皆已完成布局，依ISO26262 ASIL B規范開發并已取得認證。視不同制程，最高速支持6.5Gbps，對應之規格為D-PHY v2.5，并已通過規格一致性測試CTS（Conformance Test Suit）v1.0的完整測試，具備低功耗、小芯片面積、信道交換（Lane Swapping）、最高速內建自我測試BIST（Built-in Self-test）設計，并同時支持8-bit及16-bit實體協議接口PPI（PHY Protocol Interface）標準。

MIPI C/D-PHY產品線，除具備D-PHY產品特點，同時支持C-PHY 16-bit及32-bit PPI標準，M31提供40奈米制程至3奈米制程，目前已進行至認證之最終階段。視不同制程，提供規格C-PHY v2.0 / D-PHY v2.5，最高支持4通道總帶寬59.28Gbps，目前40奈米至7奈米皆已通過CTS v1.0之完整測試，同時5奈米預計于年底完成測試及驗證，而3奈米也已在開發階段。

M-PHY產品線則提供從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規格，并皆依ISO26262 ASIL B規范開發且已取得認證，并全數通過CTS測試。并以v4.1規格持續開發7奈米和5奈米制程技術。

M31專業MIPI技術服務

M31技術團隊，專精于MIPI領域，產品具備從55奈米到3奈米制程技術，并針對不同需求皆有完整的布局，客戶涵蓋顯示技術、智能影像偵測等多媒體芯片設計公司，乃至車用電子芯片設計公司。同時，M31也具備多面向的技術支持服務以及完整的實驗室建構與量測設備從訊號質量分析、電氣特性量測到系統兼容性測試及問題偵錯排除，皆與客戶保持密切合作，將助于提高客戶產品競爭力，共創雙贏。