智能手机，可穿戴设备，物联网（IoT）设备和其他移动连接产品正变得越来越先进和复杂。设计人员和开发人员发现自己正在使用越来越多的点缀在印刷电路板（PCB）或其他系统周围的外围设备。系统中嵌入式传感器和其他组件的密度更高，应用处理器和/或嵌入式传感器集线器需要更多接口来控制和向它们传输数据。

2020年1月15 日发布的MIPI I3C v1.1接口规范将所有这些外围设备链接回应用处理器，其速度比以前更高，并且具有更高的系统可控制性，可管理性和完整性（图1）。I3C v1.1可扩展使用额外的总线通道（单，双或四路），从而达到接近100 Mbps的有效数据速率，而无需额外的实现复杂性，成本或开发周期。从战略上选择一系列的新功能可以改善整个系统的可靠性和弹性。

图1. MIPI I3C系统图

I3C v1.1对于寻求低成本，现成的标准化公用事业总线解决方案，具有较小的硅片和PCB占地面积以及定义明确且易于使用的外围设备，传感器和应用生态系统的当今系统级实施者来说是理想的选择。此外，它是面向设计师和开发人员的前瞻性解决方案。MIPI I3C经过精心设计，可以无缝适应下一代物联网设备，智能手机，可穿戴设备和其他移动连接产品所面临的下一代挑战。

不断发展的集成需求

要了解I3C v1.1中新功能的功能强大和定时合理，重要的是要查看定义这些功能的开发环境。

差不多40年前，I 2 C改变了芯片通信。自从1982年发明“串行集成电路”串行计算机总线以来，几乎所有的全球芯片制造商都采用I 2 C进行短距离通信。多年来，它已成为将低速外围设备连接到电子系统中的处理器的事实上的接口。

但是，在当今不断发展的系统日益多样化的时代中，古老的I 2 C 的局限性显而易见。它仍然是一种功能性资源，但在更复杂的产品配置中以及随着对速度的需求的发展，并不是完全值得信赖的资源。设计人员和开发人员越来越担心通过I 2 C 可以实现的实际性能。例如，他们可能将I 2 C的工作频率定为1 MHz，但是在复杂系统中实施时，可以达到的实际速度可能是回落到400 KHz。

2017年带来了另一个转变。引入MIPI I3C是为了改善I²C的功能，性能和功耗，同时保持大多数设备的向后兼容性。物联网设备，智能手机，可穿戴设备和其他移动连接产品的生产行业通过MIPI I3C工作组汇聚在一起，制定了一个规范，该规范将进一步简化越来越多的传感器和其他外围设备在空间受限的小型尺寸中的集成。目的是解决许多开发人员在使用I 2 C和其他传统接口（例如串行外围设备接口（SPI））时正在处理的关键难题（图2）。 

图2. MIPI I3C与I2C FM +数据块的比特率，以Mbps为单位（12.5 Mhz时钟）

MIPI I3C的1.0版为新协议建立了关键的基准，并且该规格已成功成为加速度计，执行器，触觉反馈，红外或紫外线感应，近场通信，飞行时间摄像头，触摸等应用程序的依据屏幕，传感器和超声波传感器。新引入的v1.1是基于MIPI I3C基础的第一个更新。

解锁新的应用程序空间

现在，在I3C v1.1的所有模式（图3）中，主机和设备之间的数据传输都可以跨多个通道进行，包括新的批量传输模式HDR-BT。例如，从两根线延伸到三根线可以使传输速度加倍，从而减少主机“清醒”并等待处理来自设备的数据的时间，从而减少系统功耗。而且，在实施者认为合适的情况下，可以实现显着的速率提高，而无需实施更多的通用输入/输出（GPIO），更高级的协议或更快的时序。这使设计人员和开发人员可以轻松，经济高效地实现他们需要的折衷，并通过权衡选择针对新兴新兴应用（如“始终在线”成像）的需求。

图3. MIPI I3C多通道有效比特率，以Mbps为单位

此外，v1.1还提供了各种关键的新功能-全面的流控制，增强的错误检测/恢复，分组寻址，外部端传输，从属重置和改进的通用命令代码（CCC）功能。MIPI I3C v1.1在标准的互补金属氧化物半导体（CMOS）I / O上实施，并利用简单的时钟和数据接口，使主机处理器能够评估两个处理器之间不同外围设备的状况PCB或系统。例如，对热量，性能，完整性，安全性和其他属性的增强的系统了解和问责制使主机控制器可以更好地了解正在编排的整个系统在现实世界中发生的事情，这些是MIPI I3C设计用于一起执行的各种任务和设备。尽管为特定属性（例如，数据速率，低引脚数和/或内置总线管理）选择了传统接口，然后通过通用的更高级别的协议将它们链接在一起，但MIPI I3C经过设计可提供所有这些好处。这样，系统可以迁移到一条新的公共总线，而不是零散的集合。

此外，v1.1中推出的新功能具有广泛的适用性和吸引力，可以一起使用，以全新的方式使用I3C。我们可能会在系统级封装（SiP）内或不同的大型系统之间看到I3C通信，以推动用例，例如DIMM5（SDRAM）存储器边带通道，成像设备控制，服务器系统管理，调试应用程序通信，触摸屏命令和通信以及传感器设备的命令，控制和数据传输。

此外，v1.1中的功能使MIPI I3C在产品的关键路径上更容易受到开发人员和设计人员的信任-并确定接口的位置，以跟上具有更多传感器和其他外围设备（例如， 360度摄像头，智能工业设备，机器人和无人机。在物联网边缘设备中，I3C可以帮助减少所需的接口引脚数量，以支持更小，成本更低的MCU封装设计。通过更高，更高效的数据传输，I3C还可以降低功耗，这是很有价值的，因为许多IoT设备都是电池供电和/或净零能耗的。

因为v1.1启用了MIPI I3C工作组的许多进步（例如标准化的从属重置功能以及改进的错误处理和流控制）与缺陷和通常需要进行的其他工作有关，所以2 C和SPI可以正常工作，开发社区现在已准备好向I3C进行大规模迁移。新版本从拥有数十年历史的旧界面提供了强大，适应性强和灵活的升级途径。

已经在工作，预期明天的需求

借助MIPI I3C，移动和多个其他市场（包括汽车，PC客户，数据中心，无人机，工业和物联网）中的开发人员和设计人员可以充分利用基础扎实，致力于发展且得到良好支持的，充满活力的，不断发展的生态系统。互操作性。行业联络正在形成，以进一步提高系统的可管理性和安全性。例如，JEDEC固态技术协会与MIPI合作开发了新的1.0v JEDEC模块边带总线，这是MIPI I3C Basic总线的超集。

那么，I3C的下一步是什么？

MIPI I3C工作组正在努力确保该规范的功能集和范围保持相关性。关于MIPI I3C下一版本可能要求的增强功能（长距离，各种改进，汽车要求，速度提高，新的多车道用途，标准化的连接器和其他功能改进）的讨论已经在进行中。