MIPI协议(上）
一、MIPI
MIPI（移動行業處理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的縮寫。MIPI（移動行業處理器接口）是MIPI聯盟發起的為移動應用處理器制定的開放標準。
已經完成和正在計劃中的規范如下：
?
二、MIPI聯盟的MIPI DSI規范
1、名詞解釋
? DCS (DisplayCommandSet)：DCS是一個標準化的命令集，用于命令模式的顯示模組。
? DSI, CSI (DisplaySerialInterface, CameraSerialInterface
? ? DSI 定義了一個位于處理器和顯示模組之間的高速串行接口。
? ? CSI 定義了一個位于處理器和攝像模組之間的高速串行接口。
? D-PHY：提供DSI和CSI的物理層定義
?2、DSI分層結構
DSI分四層，對應D-PHY、DSI、DCS規范、分層結構圖如下：
??PHY 定義了傳輸媒介，輸入/輸出電路和和時鐘和信號機制。
??Lane Management層：發送和收集數據流到每條lane。
??Low Level Protocol層：定義了如何組幀和解析以及錯誤檢測等。
??Application層：描述高層編碼和解析數據流。
3、Command和Video模式
??DSI兼容的外設支持Command或Video操作模式，用哪個模式由外設的構架決定
??Command模式是指采用發送命令和數據到具有顯示緩存的控制器。主機通過命令間接的控制外設。Command模式采用雙向接口
??Video模式是指從主機傳輸到外設采用時實象素流。這種模式只能以高速傳輸。為減少復雜性和節約成本，只采用Video模式的系統可能只有一個單向數據路徑
?
?三、D-PHY介紹
1、?D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代價的PHY。
??一個 PHY配置包括
???? 一個時鐘lane
???? 一個或多個數據lane
??兩個Lane的 PHY配置如下圖
??三個主要的lane的類型
? ??單向時鐘Lane
? ??單向數據Lane
? ??雙向數據Lane
??D-PHY的傳輸模式
? ??低功耗（Low-Power）信號模式（用于控制）：10MHz (max)
? ??高速（High-Speed）信號模式（用于高速數據傳輸）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane
??D-PHY低層協議規定最小數據單位是一個字節
? ??發送數據時必須低位在前，高位在后.
??D-PHY適用于移動應用
? ??DSI：顯示串行接口
???? ? 一個時鐘lane，一個或多個數據lane?
? ??CSI：攝像串行接口
2、Lane模塊
??PHY由D-PHY(Lane模塊)組成
??D-PHY可能包含：
? ??低功耗發送器（LP-TX）?
? ??低功耗接收器（LP-RX）
? ??高速發送器（HS-TX）??
? ??高速接收器（HS-RX）
? ??低功耗競爭檢測器（LP-CD）
??三個主要lane類型
? ??單向時鐘Lane
??? ??Master：HS-TX, LP-TX
??? ??Slave：HS-RX, LP-RX
? ??單向數據Lane
??? ??Master：HS-TX, LP-TX
??? ??Slave：HS-RX, LP-RX
? ??雙向數據Lane
??? ??Master, Slave：HS-TX, LP-TX, HS-RX, LP-RX, LP-CD
3、Lane狀態和電壓
????Lane狀態?
??? ??LP-00, LP-01, LP-10, LP-11 (單端)
??? ??HS-0, HS-1 (差分)
????Lane電壓（典型）?
??? ??LP：0-1.2V
??? ??HS：100-300mV (200mV)
4、操作模式?
????數據Lane的三種操作模式?
??? ??Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode
???從控制模式的停止狀態開始的可能事件有：?
??? ? Escape mode request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00)
??? ? High-Speed mode request (LP-11→LP-01→LP-00)
??? ? Turnaround request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00)
????Escape mode是數據Lane在LP狀態下的一種特殊操作?
??? ?在這種模式下，可以進入一些額外的功能：LPDT, ULPS, Trigger
??? ?數據Lane進入Escape mode模式通過LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00
??? ?一旦進入Escape mode模式，發送端必須發送1個8-bit的命令來響應請求的動作
??? ??Escape mode 使用Spaced-One-Hot Encoding
???超低功耗狀態（Ultra-Low Power State）
??? ?這個狀態下，lines處于空狀態 (LP-00)
????時鐘Lane的超低功耗狀態
??? ?時鐘Lane通過LP-11→LP-10→LP-00進入ULPS狀態
??? ?通過LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出這種狀態，最小TWAKEUP時間為1ms
????高速數據傳輸
??? ?發送高速串行數據的行為稱為高速數據傳輸或觸發（burst）
??? ?全部Lanes門同步開始，結束的時間可能不同。
??? ?時鐘應該處于高速模式
????各模操作式下的傳輸過程
??? ?進入Escape模式的過程 ：LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00→Entry Code → LPD (10MHz)
??? ?退出Escape模式的過程：LP-10→LP-11
??? ?進入高速模式的過程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)
??? ?退出高速模式的過程：EoT→LP-11
??? ?控制模式 - BTA 傳輸過程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00
??? ?控制模式 - BTA 接收過程：LP-00→LP-10→LP-11
????狀態轉換關系圖
?
?
四、DSI介紹
1、DSI是一種Lane可擴展的接口，1個時鐘Lane/1-4個數據Lane
????DSI兼容的外設支持1個或2個基本的操作模式：
??? ? Command Mode（類似于MPU接口）
??? ? Video Mode（類似于RGB接口）- 必須用高速模式傳輸數據，支持3種格式的數據傳輸
???? ? ?Non-Burst 同步脈沖模式
????? ? Non-Burst 同步事件模式
????? ? Burst模式
????傳輸模式：
??? ? 高速信號模式（High-Speed signaling mode）
??? ? 低功耗信號模式（Low-Power signaling mode） - 只使用數據lane 0（時鐘是由DP，DN異或而來）。
????幀類型
??? ? 短幀：4 bytes (固定)
??? ? 長幀：6~65541 bytes (可變)??
??兩個數據Lane高速傳輸示例
2、短幀結構
????幀頭部（4個字節）
??? ? 數據標識(DI) 1個字節
??? ? 幀數據- 2個字節 （長度固定為2個字節）
??? ??錯誤檢測(ECC) 1個字節
????幀大小
??? ? 長度固定為4個字節
3、長幀結構
??? 幀頭部（4個字節）
??? ? 數據標識(DI) 1個字節
??? ? 數據計數- 2個字節 （數據填充的個數）
??? ? 錯誤檢測(ECC) 1個字節
???數據填充(0~65535 字節)
??? ? 長度=WC*字節
??? 幀尾：校驗和（2個字節）
????幀大小：
??? ? 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字節
4、幀數據類型
?
五、MIPI DSI信號測量實例
?1、MIPI DSI在Low Power模式下的信號測量圖
??
2、MIPI的D-PHY和DSI的傳輸方式和操作模式
???D-PHY和DSI的傳輸模式
?? ??低功耗（Low-Power）信號模式（用于控制）：10MHz (max)
? ???高速（High-Speed）信號模式（用于高速數據傳輸）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane
???D-PHY的操作模式
?? ? Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode
???DSI的操作模式
? ?? Command Mode（類似于MPU接口）
???? Video Mode（類似于RGB接口）- 必須用高速模式傳輸數據
3、小結論
???傳輸模式和操作模式是不同的概念
???Video Mode操作模式下必須使用High-Speed的傳輸模式
???Command Mode操作模式并沒有規定使用High-Speed或Low Power的傳輸模式，或者說
???即使外部LCD模組為Video Mode，但通常在LCD模組初始化時還是使用Command Mode模式來讀寫寄存器，因為在低速下數據不容易出錯并且容易測量。
???Video Mode只用High-Speed的方式來發送數據，Command Mode操作模式也可以使用High-Speed，只是沒有必要這么做。
總結
- 上一篇： MOS和三极管不同接法对应的性能比较
- 下一篇： MIPI协议（下）