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：
9 q8 E* F9 r5 h% Z
二、MIPI联盟的MIPI DSI规范' _4 A3 L: F# }5 X) G1 L# Y
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。
/ w7 p$ D( u! _) u1 b4 }
• 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
% G0 O3 U3 b0 U9 b% ^ 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：. t4 [2 _9 ^ E* O* v/ J; H* m- p
• PHY 定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。( d4 a; T$ a6 o1 d& r
• Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。
, H0 a, V7 i$ J" d, X+ m• Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。
4 @5 W5 m: Z- K" T' ]4 u• Application层：描述高层编码和解析数据流。
3、Command和Video模式
2 s/ ]. \$ E/ w2 A1 p• 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2 S" Z) ]9 `9 G6 S# t& `
• 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2 f, e4 N; h$ Q) v L. A
• 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
5 r* e6 s1 @% G+ n, U. Q b7 e
三、D-PHY介绍8 z9 Q/ F' k( y$ ^
1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。( M+ D# D5 j& v$ G. E& K. T% }
• 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
+ u+ M, I: f& D/ B8 a p
• 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
/ S( s$ _6 `( g) O! l
• 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
$ R [" A+ j( u2、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
3 H+ v" |) `# E2 y; K5 P3、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)
. e. J1 i q, L6 c4、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）
' v k- B1 Q: T8 q2 t) ` •这个状态下，lines处于空状态 (LP-00), H; P9 m. q: E4 W- V# W
• 时钟Lane的超低功耗状态' v8 O+ B$ J& j" u! g/ ^ F
•时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态
2 C: Z/ e, {( N+ U6 h u9 b •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, a7 f7 Y" e$ h9 H% j1 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。8 {1 ?& D7 M" V* V
•时钟应该处于高速模式
$ t+ i! A+ P( }' V/ [) a6 M
• 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)0 R& d% Z1 `$ c- _
•退出Escape模式的过程：LP-10→LP-11/ M4 R; r5 x1 G; B& P; n
•进入高速模式的过程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)
% N, r5 i1 C3 e0 S0 Z' u) q# G •退出高速模式的过程：EoT→LP-11
- b! s5 m% ~7 l2 q! t •控制模式 - BTA 传输过程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00' i' \; I& ^" N S \& x3 \
•控制模式 - BTA 接收过程：LP-00→LP-10→LP-11
! F1 U: t& s( o; R# ]
• 状态转换关系图
, l6 R9 P2 L6 g, V1 Z( H1 g8 c; G. \$ c( F/ t) r. C1 ^$ J
四、DSI介绍
* o7 f1 [0 e# c/ q: f1、DSI是一种Lane可扩展的接口，1个时钟Lane/1-4个数据Lane
3 h1 O6 ]7 @5 C8 t3 [; J0 S • DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式：
' E# ^% E1 v. Q$ @ • Command Mode（类似于MPU接口）- {+ }, d# n9 Y ?: L# 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
' i3 x' ~8 m4 p# L6 @4 E } • Non-Burst 同步脉冲模式
: H y2 s0 A0 k9 I • Non-Burst 同步事件模式! B) A7 l" ?# c* ]
• Burst模式
4 A) ~! d# |, H1 a% E5 d ~6 }6 z • 传输模式：+ B- E# u X$ B& g' F9 _2 N2 _
• 高速信号模式（High-Speed signaling mode）" ^3 e9 ^. u3 }# c, G* Z1 c
• 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）。0 ]/ D0 `9 v1 _5 U; F. W/ w2 w& t
• 帧类型7 P' g i; L/ H) X
• 短帧：4 bytes (固定)* q) g; U; }& e1 F
• 长帧：6~65541 bytes (可变)
• 两个数据Lane高速传输示例
2、短帧结构 m& {! N2 [( k m- q
• 帧头部（4个字节）
3 F, S8 i) B* i& Z7 r • 数据标识(DI) 1个字节, W3 R7 b; f% C9 l4 K2 V" _4 H
• 帧数据- 2个字节 （长度固定为2个字节）
& \/ l9 o6 k% z& o( \ • 错误检测(ECC) 1个字节
) _5 `0 x) N; {2 c$ S+ W6 O. J • 帧大小$ J8 t7 g+ F$ Q5 K( a" W3 P
• 长度固定为4个字节
8 ^1 ]- D# S, G! T- a) P6 P4 X8 J3、长帧结构/ b" R2 z2 b% `7 f; M. R# W: V
• 帧头部（4个字节）5 G+ j- I' v. X4 |5 f0 I* J
• 数据标识(DI) 1个字节
* r% _) G3 ]0 c; v • 数据计数- 2个字节 （数据填充的个数）
1 w' w0 W, ^# k0 T8 I) k • 错误检测(ECC) 1个字节# K( ^# s/ H# r0 N; g- @$ }
•数据填充(0~65535 字节)0 E5 Q3 I# u# `% ^
• 长度=WC*字节' K7 d T: S% e
• 帧尾：校验和（2个字节）
+ I9 @9 A* ?1 T( u • 帧大小：
6 n& k+ O1 Z$ H- l4 W6 f9 b: x • 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节
. U6 |0 u4 L) D$ i6 w" O五、MIPI DSI信号测量实例
8 Q+ J. a& q3 a 1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图
- S2 W2 \: r3 A) Z0 f
# `- S0 P, y; m6 ^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）8 V( L [* W/ ]) [
• Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据
* K& R) s3 n* T2 F0 @) _# Y3、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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