一、MIPIMIPI（移动行业处理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的缩写。MIPI（移动行业处理器接口）是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。 已经完成和正在计划中的规范如下：
, w5 I; p# Y% [ b, x) |二、MIPI联盟的MIPI DSI规范
1 p3 b) Q* _" \9 P9 p5 b! {1、名词解释
• DCS (DisplayCommandSet)：DCS是一个标准化的命令集，用于命令模式的显示模组。
) {& ?' V- w+ f- d: p/ ^6 J& ^
• DSI, CSI (DisplaySerialInterface, CameraSerialInterface
• DSI 定义了一个位于处理器和显示模组之间的高速串行接口。
• CSI 定义了一个位于处理器和摄像模组之间的高速串行接口。
• D-PHY：提供DSI和CSI的物理层定义
% s- i# a4 Z/ d7 H7 X: u
2、DSI分层结构
DSI分四层，对应D-PHY、DSI、DCS规范、分层结构图如下：; W. X3 P$ ^% w7 r
• PHY 定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。( x2 Q" S K) y/ x- {/ a: w
• Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。
) ?+ v: d" Q/ | {' q• Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。
; S! y, J9 {8 u d1 l' X• Application层：描述高层编码和解析数据流。
3、Command和Video模式
8 f5 h$ }, u4 V3 r9 j• DSI兼容的外设支持Command或Video操作模式，用哪个模式由外设的构架决定% p0 o$ W: q, N5 x! S- R0 n2 M
• Command模式是指采用发送命令和数据到具有显示缓存的控制器。主机通过命令间接的控制外设。Command模式采用双向接口
7 S, l9 C. I4 e• Video模式是指从主机传输到外设采用时实象素流。这种模式只能以高速传输。为减少复杂性和节约成本，只采用Video模式的系统可能只有一个单向数据路径
( N! s; x$ B9 k 三、D-PHY介绍5 ^' o% ]+ {# ]. _7 [
1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。3 C6 k& N8 Q }4 j! K
• 一个 PHY配置包括
• 一个时钟lane
• 一个或多个数据lane
• 两个Lane的 PHY配置如下图
• 三个主要的lane的类型
• 单向时钟Lane
• 单向数据Lane
• 双向数据Lane
$ R. s$ i0 v2 I$ A
• D-PHY的传输模式
• 低功耗（Low-Power）信号模式（用于控制）：10MHz (max)
• 高速（High-Speed）信号模式（用于高速数据传输）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane
2 o: Y8 \: V! X! t; V/ g3 d% ~- c& T • D-PHY低层协议规定最小数据单位是一个字节
• 发送数据时必须低位在前，高位在后.
• D-PHY适用于移动应用
• DSI：显示串行接口
• 一个时钟lane，一个或多个数据lane
• CSI：摄像串行接口
( s. W2 g, b6 E8 [+ ]$ i$ U4 p4 x$ r+ U+ p5 z
2、Lane模块
• PHY由D-PHY(Lane模块)组成
• D-PHY可能包含：
• 低功耗发送器（LP-TX）
• 低功耗接收器（LP-RX）
• 高速发送器（HS-TX）
• 高速接收器（HS-RX）
• 低功耗竞争检测器（LP-CD）
• 三个主要lane类型
• 单向时钟Lane
• Master：HS-TX, LP-TX
• Slave：HS-RX, LP-RX
• 单向数据Lane
• Master：HS-TX, LP-TX
• Slave：HS-RX, LP-RX
• 双向数据Lane
• Master, Slave：HS-TX, LP-TX, HS-RX, LP-RX, LP-CD
7 z% d7 e- S+ {+ F4 X# j% z+ d2 C
3、Lane状态和电压
• Lane状态
• LP-00, LP-01, LP-10, LP-11 (单端)
• HS-0, HS-1 (差分)
• Lane电压（典型）
• LP：0-1.2V
• HS：100-300mV (200mV)
4 `& V8 }2 ~3 ^9 F* O. n0 A4、操作模式
• 数据Lane的三种操作模式
• Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode
•从控制模式的停止状态开始的可能事件有：
• 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是数据Lane在LP状态下的一种特殊操作
•在这种模式下，可以进入一些额外的功能：LPDT, ULPS, Trigger
•数据Lane进入Escape mode模式通过LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00
•一旦进入Escape mode模式，发送端必须发送1个8-bit的命令来响应请求的动作
• Escape mode 使用Spaced-One-Hot Encoding
•超低功耗状态（Ultra-Low Power State）- [4 D3 e: E% {' \6 M, {0 Y" J! m
•这个状态下，lines处于空状态 (LP-00)
* x, a% v3 z, n# N! [4 `2 _/ d* m • 时钟Lane的超低功耗状态3 f0 p; u& t' C6 k ?
•时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态
2 B7 Q( R; ]4 i* G •通过LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出这种状态，最小TWAKEUP时间为1ms
• 高速数据传输2 J' u( K; R0 y( U. P
•发送高速串行数据的行为称为高速数据传输或触发（burst）
•全部Lanes门同步开始，结束的时间可能不同。9 l4 X* A P3 _ v3 V! J4 Y
•时钟应该处于高速模式
% `' ]0 {9 H* e
• 各模操作式下的传输过程
•进入Escape模式的过程 ：LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00→Entry Code → LPD (10MHz)+ G- c# ~$ J2 [0 X q; g: t2 B! l
•退出Escape模式的过程：LP-10→LP-11
" U, I- m) C( \9 Q; l# R •进入高速模式的过程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)! T* X' J) w2 [& E. ?2 I; i
•退出高速模式的过程：EoT→LP-11
" C6 @* J4 h1 g6 G; S •控制模式 - BTA 传输过程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-002 J7 I% x0 @) O" M) I% a/ {, ?' [
•控制模式 - BTA 接收过程：LP-00→LP-10→LP-11
3 S* A) c2 P2 _" b; E/ d* v8 Q# I • 状态转换关系图
# z# W; Z% J0 V! O" {6 _9 [. m3 |% y/ }
四、DSI介绍+ s: F; {5 I" v# d! @, m4 p5 x
1、DSI是一种Lane可扩展的接口，1个时钟Lane/1-4个数据Lane
, S0 q" m3 E! h7 s- L8 K • DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式：$ d/ a3 J; Y# ^* \8 |
• Command Mode（类似于MPU接口）
5 j3 d$ N3 b" T6 E4 ]$ p8 S2 u' u9 _' i1 r • Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据，支持3种格式的数据传输
( r! j9 K5 G# G9 x4 Z • Non-Burst 同步脉冲模式
0 h! h* O$ s& U% } • Non-Burst 同步事件模式
5 v m4 H; U6 n- r# u • Burst模式
g) }, d1 A" e, v
• 传输模式：
; ?& E$ R( |# {. T" b4 J! r/ @% h2 g • 高速信号模式（High-Speed signaling mode）
# u7 Y7 L3 }+ t% B9 i • 低功耗信号模式（Low-Power signaling mode） - 只使用数据lane 0（时钟是由DP，DN异或而来）。
4 f; \4 x3 k( ^1 B k6 q • 帧类型
1 F. Z7 S. ^5 E+ e8 @ • 短帧：4 bytes (固定)
" N @) f9 Q6 O- f, h1 G1 C, N2 h1 q • 长帧：6~65541 bytes (可变)
• 两个数据Lane高速传输示例
2、短帧结构9 Z! Y( j7 Q2 Q K+ Z6 `* V. S
• 帧头部（4个字节）
2 W" {% `" v4 K. h$ @4 Q! c • 数据标识(DI) 1个字节; {/ x, A2 L5 y" O$ V- N
• 帧数据- 2个字节 （长度固定为2个字节）6 S; u' i7 V' V/ O2 v" C
• 错误检测(ECC) 1个字节
' I* z1 E8 E4 e • 帧大小4 ?$ ~8 o, E i
• 长度固定为4个字节
: F5 I" |5 a! r1 a) \+ |2 d3、长帧结构- Z4 e3 Z# p% A3 M! w! m6 F
• 帧头部（4个字节）: p1 D7 |- ]) ^2 O2 D' ^
• 数据标识(DI) 1个字节9 u& m3 h5 F' M# J+ v! r
• 数据计数- 2个字节 （数据填充的个数）: K5 g/ R" a h* L3 A) ~
• 错误检测(ECC) 1个字节
2 `5 ~0 i. g$ Q. T' P8 X •数据填充(0~65535 字节); x3 A# }! T5 s7 s# U: _% s! j: C
• 长度=WC*字节
# y8 B0 @" x( B; n • 帧尾：校验和（2个字节）$ F7 u' w' b7 V, Q% y
• 帧大小：; h- a: K7 W! T* Z$ T
• 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节
) w+ s0 X: ~5 L4 q/ i1 r* F五、MIPI DSI信号测量实例8 F' k; _; y: l+ ~* D& V: q
1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图
$ Y* v+ X' p& }
' @. r+ O" T9 S! s2 u
2、MIPI的D-PHY和DSI的传输方式和操作模式
• D-PHY和DSI的传输模式
• 低功耗（Low-Power）信号模式（用于控制）：10MHz (max)
• 高速（High-Speed）信号模式（用于高速数据传输）：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（类似于MPU接口）5 ^; ]; W* ]# q0 u
• Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据
3 g5 U4 ]8 Z+ R( Z4 L6 S, ~
3、小结论
• 传输模式和操作模式是不同的概念
• Video Mode操作模式下必须使用High-Speed的传输模式
• Command Mode操作模式并没有规定使用High-Speed或Low Power的传输模式，或者说
• 即使外部LCD模组为Video Mode，但通常在LCD模组初始化时还是使用Command Mode模式来读写寄存器，因为在低速下数据不容易出错并且容易测量。
• Video Mode当然也可以用High-Speed的方式来发送指令，Command Mode操作模式也可以使用High-Speed，只是没有必要这么做。
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发表于 2016-4-14 16:44
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