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：
6 H3 n% T: K5 s二、MIPI联盟的MIPI DSI规范
$ Y4 f- ^" }8 y8 w4 Q1、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。
" P( h5 Q2 f0 L( c& y' G3 `
• 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
. I0 W% p' N/ U, t0 ~ 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$ n2 N r, X" g
• PHY 定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。
6 z9 t0 j: \: W# V' |! B• Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。4 q0 |: u+ e7 f! Q! H" {# `
• Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。
* o/ [1 K ]8 z, X2 F• Application层：描述高层编码和解析数据流。
3、Command和Video模式) S6 d- ?1 Z- S
• 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3 Y2 _$ R! u( @8 w; z0 Y, {5 B% U
• 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
4 |/ p: J+ [, W6 x1 R- C8 o• 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
' P9 Z" `1 d+ W4 k* ^ 三、D-PHY介绍4 \, y9 K! A0 ^" h4 q
1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。
1 }: r6 O0 x& f1 K: y
• 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
, T$ e$ O4 z. u- w! ]• 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
! X. n9 c, {" Z0 W/ p5 p
• 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
$ `# X4 N0 U$ w* g2、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
' i, A' f" s E1 x/ _
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)
- a0 C( B' j0 ~2 g( _/ k
4、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）9 c+ X; n$ E& w1 T) Z
•这个状态下，lines处于空状态 (LP-00)9 ~/ o9 n) k% q2 W
• 时钟Lane的超低功耗状态
: S0 ?% Q! q$ S/ i8 S •时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态
- o) Q0 Y' ?8 w. }1 P •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( B+ M' \0 [5 }
•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。
8 v, h& {& Q! J+ ]. P! f* X •时钟应该处于高速模式
* K% q( j' R9 k9 x
• 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)
( S7 R* ~6 | T4 Y$ `6 {) k+ u# o* p •退出Escape模式的过程：LP-10→LP-11
% Q9 ~& M: l3 q+ `9 @ •进入高速模式的过程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)
5 t1 Z- j8 F/ t •退出高速模式的过程：EoT→LP-11) A* H$ ?- I0 l
•控制模式 - BTA 传输过程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00) g+ c7 ?4 b" J* `/ P
•控制模式 - BTA 接收过程：LP-00→LP-10→LP-11
' N. o4 l9 M+ x • 状态转换关系图
+ w& I9 \) k1 _/ b. {8 Q* ~" m; I. f# T' s
四、DSI介绍* \- A5 r/ v1 ^
1、DSI是一种Lane可扩展的接口，1个时钟Lane/1-4个数据Lane s; B6 N* O* e5 J0 m7 v$ l
• DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式：, Z$ h. U1 l$ X7 s |2 s
• Command Mode（类似于MPU接口）4 \9 E0 Q) t8 ]3 B6 c J5 l' H, Q
• 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
5 t4 ~* ~6 F9 w
• Non-Burst 同步脉冲模式) y+ R" @, ]$ G
• Non-Burst 同步事件模式. q/ ~: ^3 B g5 i) l! c+ Z4 |
• Burst模式
* x' ^9 ?5 |+ i* V • 传输模式：% H0 ~) M2 v, i5 w
• 高速信号模式（High-Speed signaling mode）
& ]. W$ i' w' e( u0 u • 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）。
- h! B) [) C; D" ~' _ • 帧类型" [7 G) }, L0 h1 Y7 B5 V. C. u- q
• 短帧：4 bytes (固定)
% p1 v2 _8 t, }2 c • 长帧：6~65541 bytes (可变)
• 两个数据Lane高速传输示例
2、短帧结构9 Q0 x5 k. o) e! R
• 帧头部（4个字节）4 t' u2 ^! [, m9 z+ p
• 数据标识(DI) 1个字节" u/ e5 O7 h5 |' ^
• 帧数据- 2个字节 （长度固定为2个字节）
+ S4 r |5 w0 ]1 Q) I* ^ • 错误检测(ECC) 1个字节1 b" m! ~, F7 N
• 帧大小
% R0 f+ t2 w: P% a3 F5 p • 长度固定为4个字节
0 G) I4 G' p+ {* F4 T1 O3、长帧结构
6 C, v9 d, e$ s$ D$ H! x9 w x • 帧头部（4个字节）
/ X1 M9 N/ @; i* d • 数据标识(DI) 1个字节
; v* t6 c# l O • 数据计数- 2个字节 （数据填充的个数）; L5 ^ j7 o! t! Q2 ]
• 错误检测(ECC) 1个字节8 r0 k3 H. `- f1 J ]! y) M3 n7 q
•数据填充(0~65535 字节)) e3 c/ U9 l, s. K% K4 n; n
• 长度=WC*字节
8 b) b1 S' a# p# E • 帧尾：校验和（2个字节）
" s8 L6 {" @* y. u5 d • 帧大小：
% p' r9 ~; W1 \. h `4 C" W" @" g • 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节
, g2 h# u1 v9 e+ i1 N2 K6 a1 L: [" V/ X五、MIPI DSI信号测量实例
8 R5 L! b* [) d7 c1 |4 ` 1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图
; [ l0 W" P' t. w1 B
! F/ k2 z6 ^, K0 h1 @. s9 [3 S2、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）- u7 r* R7 M. `& R& A0 `9 l
• Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据
0 \) H$ \& W: W* w5 `+ T3、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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