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：
$ f8 D0 w; F" V$ h/ i0 {二、MIPI联盟的MIPI DSI规范
! R, O" ]0 V4 Q" A1、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。
. }' j. [- b- T! f% g • 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
2 U8 O( w- E- \% G 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：/ h- }6 E4 d# j1 j
• PHY 定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。
, y0 _2 n, r5 e* C+ [2 M• Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。
+ `; X0 v: ~ ]5 O& G' x/ }0 T• Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。
! d h& D; F( {• Application层：描述高层编码和解析数据流。
3、Command和Video模式
8 Q- P- J9 J4 Y3 [- O1 F d+ ~• 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 M5 R6 k) M1 b' P* X) H
• 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* f3 ^+ K( @+ e# v1 j: U. ]
• 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
) s0 U9 S5 f; Z% U( ^. c
三、D-PHY介绍
( `3 g0 Y3 I) o6 @9 v3 `9 _! h1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。( }. Z5 c1 e' y _* d# W
• 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
( a( r6 Z( _0 X. {; D9 M) P. C
• 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
0 M( \# U6 ]! `! E- B! 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
1 k' l, Y# x3 n2、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
! W1 v2 g2 s+ K8 F+ O7 t% I j3、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)
. N3 ]3 f; K" ^1 e
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）
4 F3 C# }1 @* X% ?1 Z$ { •这个状态下，lines处于空状态 (LP-00)& [# ~$ ]3 T( b z+ f. A
• 时钟Lane的超低功耗状态3 o0 t: B G4 ]8 n( E& j
•时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态
4 n E# u, ~" R$ ^% d2 w •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
% `+ o# b% W9 e, `9 J •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。
% X2 a( L! P6 y •时钟应该处于高速模式
$ o) t) ~" l8 f& u6 R • 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)2 U0 E8 F! B8 g/ j
•退出Escape模式的过程：LP-10→LP-11# w6 {0 P7 D& q; ]6 W: v: W$ _* C' ^
•进入高速模式的过程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)) y" ~. B) ^2 P2 _) e! R c ?4 o4 F
•退出高速模式的过程：EoT→LP-11
& f9 D I* R0 b3 Z •控制模式 - BTA 传输过程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-004 L' w; t3 ^' c0 L- h4 W
•控制模式 - BTA 接收过程：LP-00→LP-10→LP-11
/ q- z) N2 O) x& r • 状态转换关系图
' {# U% V' s. i2 l' K7 S7 ~# E8 | c7 Y, p1 }6 L
四、DSI介绍7 D4 r" U# D4 Y8 \! n; N
1、DSI是一种Lane可扩展的接口，1个时钟Lane/1-4个数据Lane
- R0 O Z$ @: ], T& m0 O( |# [7 l • DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式：
! z0 B5 F5 M# T# i6 F5 @ • Command Mode（类似于MPU接口）( Z# Q2 Z9 n1 F+ g
• 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
! c6 E9 k$ e% l* Q _. ?) |/ u2 |
• Non-Burst 同步脉冲模式
3 ^ Q- g) m5 }& V, v • Non-Burst 同步事件模式 R% [3 |7 m! V9 N
• Burst模式
$ h6 {6 i: e9 R • 传输模式：/ i3 S2 @' _' t: S& l) c
• 高速信号模式（High-Speed signaling mode）
$ r6 h7 l" |% ?; b& v2 R+ z • 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 O6 u0 T1 V; W4 ~: P! z5 D. \/ @4 U+ x • 帧类型& X; c7 ~) I3 {1 q6 S( T& M# S" l6 o
• 短帧：4 bytes (固定)
/ o$ w$ V6 U! X6 q% v j • 长帧：6~65541 bytes (可变)
• 两个数据Lane高速传输示例
2、短帧结构
k0 Y- f4 ~" u' G) y/ @9 { • 帧头部（4个字节）
1 d4 m& T2 F, W • 数据标识(DI) 1个字节
8 D1 X& C) \2 \% k8 Z) U/ S • 帧数据- 2个字节 （长度固定为2个字节）5 C, l8 v, G4 a5 e
• 错误检测(ECC) 1个字节: X$ S# A5 |4 Z4 p' i6 [7 d' l
• 帧大小
0 s6 h0 ^; z2 ~& O) @' T4 z/ m • 长度固定为4个字节
8 ]( R% E4 K- a2 R% y7 F3、长帧结构
% ?/ _2 \3 ^& w • 帧头部（4个字节）
1 q6 |9 u C/ @ J) G* q • 数据标识(DI) 1个字节
, s; v: m: y& k, F: J+ d: | E& E • 数据计数- 2个字节 （数据填充的个数）
5 N( g3 [- w: l4 `$ K8 T • 错误检测(ECC) 1个字节 \8 c: k+ g( {" k$ |1 l7 y
•数据填充(0~65535 字节)
- z+ B3 Z5 i) r# j7 w3 F; l6 c • 长度=WC*字节6 ~* a5 L2 f1 [ ?$ u* y
• 帧尾：校验和（2个字节）1 o" B% o/ I5 o/ S) z
• 帧大小：
4 \& }2 |% Y# p* [+ _; r • 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节
: \# e; b. `, s" w8 s7 g
五、MIPI DSI信号测量实例& t% k8 R( O) l
1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图
/ `: n+ e9 X( _0 v
4 E# R% V; R7 j2、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）) v7 w6 V% ]- l& i6 J' y
• Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据
+ r( c: i: X( m7 y1 }
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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