고속 룰렛 사이트 표준 'MIPI'란?？모바일 테두리 돌출、자동차에도 적용 MIPI 룰렛 전략의 케이블 연장 설계 기간을 대폭 단축、내장 룰렛 전략용 SerDes 스타터 키트

2022.10.25

기사
칼럼

　룰렛 전략 기능을 내장한 산업 기기는 적지 않다。대표적으로、공장 제조 라인용 검사/측정 장치 및、보안 룰렛 전략、의료기기、물류용 반송 시스템 등을 들 수 있을 것이다。더 친숙한 예에서는 룰렛 전략 기능이 탑재된 자판기도 등장하고 있습니다。
　이러한 룰렛 전략 기능을 내장한 산업 기기를 개발하는 엔지니어에게 있어 고민하는 문제 중 하나가 룰렛 전략 인터페이스의 선택、그리고 룰렛 전략 인터페이스를 다룰 것。산업 기기는 외형 치수가 비교적 큰 것도 많다、룰렛 전략 모듈에서 출력되는 영상 데이터의 전송 거리를 늘리려는 경우도 발생。반면에、오늘、내장 룰렛 전략 시스템 분야에서 널리 사용되기 시작하는 룰렛 전략 인터페이스인 MIPI CSI-2는、고속 대응·저소비 전력이라는 강점을 가진 반면、전송 거리가 길어도 30cm 정도밖에 없다。이 때문에、어떤 방법으로 전송 거리를 늘려야 하는지 강조。
　어떤 방법을 사용해야합니까?。그 방법 중 하나가 장거리 전송을 지원하는 SerDes(사데스、시리얼라이저”Serializer”및 디시리얼라이저”Deserializer”을 결합한 용어)를 활용하는 방법。특히、연장하려는 전송 경로 앞뒤、룰렛 전략 모듈 측에 송신기 IC、룰렛 전략로 얻은 이미지를 캡처하는 시스템 측에 수신기 IC를 배치하여 케이블을 확장할 수 있습니다(그림 1)。

그림 1 장거리 전송 가능 인터페이스를 통해 룰렛 전략 연장

　그러나、여기서 한 가지 문제를 만나보세요。그것은 '디자인 초기 단계에서 룰렛 전략 시스템이 충분한 전송 거리를 확보하고 작동하는지 확인하는 방법'이라는 문제입니다。하드웨어 정렬、소프트웨어 정렬、설계 및 프로토타입을 진행하면서 마침내 성능을 확인할 수 있는 곳에서、제대로 작동하지 않음、전송 거리가 부족함、이 밝혀지는 사태에 빠지면、재설계가 강해짐。이 경우 많은 시간과 비용이 낭비됩니다。

디자인 초기 단계 평가에 최적화된 평가 키트 없음

　이러한 상황을 피하려면、설계 초기 단계에서 미리 동작 확인 및、전송 능력 평가를 수행하는 것이 바람직합니다。즉、채용 예정 이미지 센서가 장착된 룰렛 전략 모듈 및 송신기 IC/수신기 IC、케이블 등을 실제로 조합하여 영상 신호를 전송해 보면、문제 없이 작동하는지、필요한 거리를 보낼 수 있는지 확인합니다。
　SerDes를 라인업하는 반도체 메이커는 모두、이러한 사전 평가를 지원하기 위해 평가 보드를 제공합니다。예를 들면 당사(자인 일렉트로닉스)는 트랜스미터 IC 「THCV241A」를 탑재한 평가 보드와 리시버 IC 「THCV242A」를 탑재한 평가 보드를 각각 제공 중이다。
　그러나 이 평가 보드는、디자인 초기 단계에서 활용하려고 해도、상당히 일근줄에는 가지 않는다。평가에 착수하기 전의 단계에서 하드웨어와 소프트웨어의 양면에서 많은 번거로움이 걸린다。

평가 전 단계부터 하드 및 소프트 개발 필요

　구체적으로 어떤 수고가 걸리는가.
　우선 하드웨어 관점에서、현재 평가판은 특정 시장、애플리케이션을 지향하지 않는 보드 사양입니다、범용성이 매우 높음。예:、MIPI CSI-2의 입출력 커넥터에는 핀 헤더를 채용하고 있습니다、공작하기 쉬운 장점이 있는 반면、공작 없이 그대로 연결할 수 있는 룰렛 전략 모듈이나 이미지 캡처 플랫폼은 기본적으로 존재하지 않는다。추가、장거리 전송부인 V-by-One HS의 입출력 커넥터도 범용성이 높은 SMA 커넥터를 채용하고 있습니다、사용자가 임의의 커넥터로 변환하는 보드를 작성·접속하기에는 편리한 사양이지만、SMA 커넥터에 연결하고 장거리 전송에 해당하는 케이블은 드뭅니다。따라서、사용자가 사전 평가를 위해 특정 기기나 케이블을 연결하려고 할 때、하드웨어 공작을 피할 수 없습니다。
　다음으로 소프트웨어 관점에서、룰렛 전략 모듈、SerDes 、이미지 캡처 플랫폼 중 하나、작동시키기 위해서는 설정 작성·환경 구축이 요구된다。트랜스미터 IC/수신기 IC를 예로 들어보면、영상 신호의 데이터 전송 속도 및 영상 신호/제어 신호의 전송로 구성에 따라、레지스터 코드를 작성해야 함。일반、설계 후 귀환을 억제하기 위해 사전 평가를 하는 것이지만、이렇게 사전 평가를 위해 많은 자원을 나누는 것 같으면 본말 넘어질 수 있습니다。

화상이 나오는 상태에서 시작됨

거기서 우리는、산업 기기용 임베디드 룰렛 전략에서 SerDes 적용에 걸리는 시간·비용 부담의 저감에 주안을 둔 'MIPI 룰렛 전략 SerDes 스타터 키트'를 준비했다。하드웨어 구성은、V-by-One HS에 대응하는 트랜스미터 IC 「THCV241A」를 탑재한 송신 보드와、수신기 IC 'THCV242A'가 장착된 수신 보드、RJ-45 커넥터를 사용하는 이더넷 케이블。전송 보드에 해당하는 룰렛 전략 모듈、수신 보드에 지정된 그래버 보드(이미지 캡처 장치)를 각각 연결、전송 보드와 수신 보드 사이를 이더넷 케이블로 연결하여 사용(그림 2)。이 키트를 사용하면、하드웨어 표면 개발 및、소프트웨어 측면의 개발 및 환경 구축에 어려움 없이、처음부터 그림이 나오는 상태에서 SerDes 평가에 착수할 수 있습니다。

그림 2 "내장 룰렛 전략 용 SerDes 스타터 키트"의 시스템 구성

그럼、화상이 나올 때까지의 하드웨어·소프트웨어 양면의 개발·환경 구축을 불필요하게 한 것을 설명하자。
　우선、하드웨어 측면은、대응 가능한 상용 룰렛 전략 모듈 및 이미지 캡처 환경 지정、연결할 전송 보드、수신 보드의 커넥터를 미리 정렬했습니다。다음、소프트웨어 측면은、작동에 필요한 소프트웨어 세트를 확보(※당사 또는 제3자로부터 제공)함으로써 사용자 준비가 필요 없음。대응 가능한 상용 룰렛 전략 모듈로、시키노 하이테크 130만(1.3M) 픽셀 제품 외에、독일 FRAMOS의 200만(2M) 화소 제품과、500만(5M) 화소 제품、800만(8M) 화소 제품의 총 4개 제품 라인업(그림 3)。모두 회사가 산업 기기용 내장 룰렛 전략 모듈로 제공되는 제품。이미지 캡처 환경으로 그래버 보드는 중국 DOTHINKEY의 제품을 지정했습니다。이 회사의 그래버 보드는 중국 시장에서 널리 사용됩니다、가격 대 성능비(비용/성능) 높이에 정평이 있음。(※ 그래버 보드와 룰렛 전략 모듈은 본 키트와는 별도 주문이 필요)

그림 3 대응 룰렛 전략·모듈 라인업

　더、송신 보드와 수신 보드 모두에 탑재된 장거리 전송 룰렛 전략의 연결 커넥터、산업 장비 분야에서 널리 사용되는 RJ-45를 채택했습니다。RJ-45를 채택한 이더넷 룰렛 전략은 가용성、CAT6、CAT7과 같은 여러 전송 품질 등급의 룰렛 전략을 하나에서 구하기 쉽습니다。룰렛 전략 길이에 대해서도 라인업이 풍부한 것 외에、원하는 길이의 룰렛 전략을 비교적 쉽게 자작할 수 있는 점도 전송 평가에 있어서 포인트가 높다。또한、이 키트에는 작동 확인용 룰렛 전략이 포함되어 있습니다。
　따라서 사용자는 본 키트를 활용하여 그림이 나오는 상태에서 SerDes의 사전 평가、그리고、이더넷 룰렛 전략을 교체하여 전송 능력 확인、룰렛 전략 초기 검토를 진행할 수 있게 됨。특히 사용자가 양산 설계에서도 RJ-45 커넥터、이더넷 룰렛 전략을 적용하는 경우、효능이 높은 평가 결과를 얻을 수 있습니다。

참조 디자인으로 스타터 키트

　SerDes의 사전 평가에서 실현 가능성을 확인할 수 있다면、다음에 사용자 이슈 기반 설계 작업으로 전환。소위 '양산 설계'로의 전환。이 디자인 작업에서도 이 키트가 활약합니다。
　당사는、이 키트와 함께 제공되는 송수신 각 보드의 회로도、BOM(부품표) 및、'THCV241A'、"THCV242A"의 레지스터 코드도 사용자에게 제공。그러면、화상이 나타나는 하드웨어/소프트웨어 환경、이 데이터와 통합되어 '화상이 나오는 정답'으로、양산 설계 시 참조 설계로도 작동하게 됩니다。사용자는 '정답'을 임의의 디자인과 비교할 수 있습니다、검증 및 디버깅도 쉬워집니다。

양산 설계 마이그레이션 백업、GUI 레지스터 생성 도구

　이 키트의 구성에서 "THCV241A"、"THCV242A" 레퍼런스 레지스터 코드 외에、레지스터 코드의 자동 생성이 가능한 전용 GUI(Graphical User Interface) 툴의 제공도 동시에 개시한다(그림 4)。이 GUI 도구를 사용하면、사용자가 선택한 모든 룰렛 전략 모듈 및 주변 장치 구성에 해당하는 참조 레지스터 코드를 자동으로 생성할 수 있습니다。전통적으로、데이터시트 및 애플리케이션、레지스터 맵 로드、거의 0부터 코드를 작성하는 작업이 필요했지만、이 GUI 도구를 사용하면 이러한 작업 부담을 크게 줄일 수 있습니다。

그림 4 GUI 레지스터 생성 도구

　이상、이전에 설명한 프로세스를 정리한 것이 그림 5이다。스타터 키트는、사용자의 SerDes 배포 프로세스를 단계적으로 분해하여、장벽을 낮추는 데 도전 중。

그림 5 스타터 키트에서 제공하는 SerDes 개발 프로세스

향후에도 다양한 룰렛 전략 요구에 부응하는 라인업 전개 예정

　스타터 키트에서 기본 상태에서 정상 작동을 보장하기 위해、대응 가능한 룰렛 전략 모듈、케이블(커넥터、하네스)、그래버 보드、각 구성을 미리 고정했습니다。그 결과로서 대응할 수 있는 라인업이나 요구가 한정되어 버리는 점도 부정할 수 없다。이번、제1탄 스타터 키트 출시 후에도 사용자의 목소리를 들으면서、라인업 옵션을 순차적으로 확장할 예정입니다。

이상

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