MIPI UniPro 通訊協定助陣，行動裝置晶片互連傳輸效能高

現今行動裝置功能愈來愈多元，晶片與周邊元件間的互連介面也更為繁複。由 MIPI 聯盟所制定的標準化通訊協定「UniPro^SM」（Unified Protocol），能簡化裝置互連機制、高速支援晶片間數據傳輸，協助開發製造商加快推出功能完整又品質穩定的產品。在 MIPI UniPro^SM 工作小組推動下，其協定規範已獲不少業界組織採用，影響力也持續提升。

MIPI UniPro^SM 搭 M-PHY，簡化行動裝置晶片互連介面

MIPI 聯盟以成立工作小組（Working Group）形式，制定與推動行動裝置介面標準規範。為了簡化智慧型手機、筆電、相機、穿戴裝置等內部晶片互連介面，提升傳輸效率與降低功耗，2004 年 MIPI UniPro^SM 工作小組順勢而生，3 年後發表初版 UniPro^SM 通訊協定，多年來因應趨勢與需求，不斷精進技術推出新版規格。

MIPI UniPro^SM 為交換式封包傳輸程序（switched packet transfer）規範出傳輸層（transport layer）通訊協定堆疊（protocol stack），其結構類似國際化標準組織（ISO）所制定的網路概念架構「開放式系統互連參考模型」（Open System Interconnection Reference Model）。MIPI UniPro^SM 通訊協定堆疊以「M-PHY」介面做為實體層（Physical Layer），兩者搭配下即成「UniPort-M」介面，使跨晶片裝置互連傳輸更高速穩定。

▲ 建置於MIPI M-PHY 實體層上之 UniPro^SM 通訊協定堆疊結構。

MIPI UniPro^SM 屬於 MIPI 規範架構下的「晶片到晶片進程間通訊」（Chip-to-Chip Inter Process Communications）類別，為通用型標準化協定，有別於一般通訊協定僅針對特定應用而設計。MIPI UniPro^SM 不但能以獨立介面形式進行跨處理器進程間通訊，還能做為多媒體介面的元件，另可搭配各種 MIPI 或非 MIPI 應用層協定共同運作，而且功耗較低，不必像過去為 PC 產業所開發的通訊協定，經常面臨功耗過高的問題。

▲ UniPro^SM／UniPort-M 屬於 MIPI 規範架構「晶片到晶片進程間通訊」類別（藍圈處）。

MIPI UniPort-M 效率性能高，廣受業界組織採用

MIPI UniPro^SM 通訊協定堆疊結合 M-PHY 規範的 UniPort-M 介面，能連結各種應用通訊協定，做為協定之間的通用通道。目前 UniPort-M 已獲得不少行動裝置及相關產業納入做為開發工具，包括 JEDEC 固態技術協會、Google 模組化智慧型手機開發計畫「Project Ara」，應用層面更趨廣泛多元。

JEDEC 所制定的通用快閃記憶體（Universal Flash Storage，UFS）標準，採用 MIPI UniPort-M 規範以實現高性能與低功耗，每一通道的數據傳輸速度可達 5.8 Gbps，為行動裝置嵌入式與可插拔式閃存設備，提供高效能解決方案。東芝（Toshiba）則是基於 JEDEC UFS 2.0 規格標準，於2014年推出新一代嵌入式 NAND 快閃記憶體模組設備控制器，使行動裝置的隨機讀取效能大為提升。

Google Project Ara 則是以 UniPort-M 連結模組化智慧型手機平台的各個模組，使連結設計得以簡化並縮減產品開發時間與成本，其高效能及功能擴充性可滿足彈性化需求。此外，MIPI 多媒體（Multimedia）類別中的相機串列介面「CSI-3」，也透過 UniPort-M 連結相機介面及應用處理器。

經互通性測試實際驗證，帶動業界市場接受度

MIPI 聯盟所制定的介面應用逐漸延伸，吸引各領域廠商加入成為聯盟會員，共同參與工作小組制定介面規格標準，合作推動業界採納運用。MIPI 聯盟積極在台舉行大型活動，對台灣的重視程度可見一斑。目前 MIPI 聯盟亞太地區中港台三地會員數為 55 家，約佔全球總會員數兩成，現正持續擴增當中。

MIPI 聯盟台灣成員聯發科技（MediaTek），日前針對 MIPI UniPro^SM 相容測試規格（Compliance Test Specification，CTS）v1.6x 版、M-PHY v3.x 版，特於新竹總部 3 座先進實驗室，舉行為期兩天的互通性測試研討會，藉此讓參與活動的廠商，實際測試 UniPro^SM 與 M-PHY 在 JEDEC UFS 標準下的運作情形。

透過互通性測試活動，驗證 MIPI UniPro^SM v1.6x 版與 M-PHY v3.x 版開放式規格功能，展現其應用廣泛多元又易於建置運用的特性，同時證明 UFS 標準在行動裝置產業的可行性及成熟度，能協助開發製造商降低成本，加快推出功能完備又可靠的產品。

MIPI UniPro^SM 工作小組持續推動 UniPro^SM 發展，預計在 2016 年第二季推出新版規格，屆時新版 M-PHY v4.1 也將一併推出。新版 M-PHY 將展現高速 GEAR 4 能效，數據傳輸最高速度相較於前版規格提高一倍，每通道達 11.6 Gbps，使資訊傳輸量提高，也可減少通道數量降低成本。MIPI 聯盟將繼續聚焦行動裝置技術發展，積極拓展應用市場，並與工作小組以及聯盟會員共同努力推動市場創新，期望未來能有更多台廠參與響應。

（首圖來源：Flickr/MIPI Alliance CC BY 2.0）