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 q$ d0 m V- q- w; B# M$ X0 w
二、MIPI联盟的MIPI DSI规范
7 U6 J% L1 S- 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。
5 U" S* e4 y& Z+ q3 H$ o& M • 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
' d7 Q! F! }, f& C1 c7 v2 P
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：, a6 B+ Y* p; U6 l& P0 ?
• PHY 定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。
% m$ M7 h" ^" }/ y; ^• Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。
2 ?" E" z/ |2 _; l) g3 J• Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。" F* x S) D! K2 w/ \0 \0 e
• Application层：描述高层编码和解析数据流。
3、Command和Video模式( d+ y: P* E/ i* _1 a! E
• 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* C& W# R1 H5 E! M* {! O
• 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, k0 h w, M3 A, u% `4 @
• 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
7 M$ w8 H8 P" g) m; H7 [( a* h, ^ 三、D-PHY介绍: ?& A v& }* n
1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。
* u8 [/ A2 [3 V- s
• 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
% V$ H- ` R6 G, \- f& Y
• 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
% |4 S' m- D' ~+ b: \ • 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
" G# O8 Q u) l6 o2、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
0 z3 Z5 g: P, {8 b- Y8 c. F7 W4 r
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)
+ w e5 i9 k* L' ?5 x! f& O
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）
6 @. Y. [: F1 }! v •这个状态下，lines处于空状态 (LP-00)
/ F1 z# W1 d; l- S# E& d, s • 时钟Lane的超低功耗状态
# E4 B$ `6 g3 U. v% e h •时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态. Z# D; z9 p1 `& _( E
•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" i, U D: E* z) k4 V% q
•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$ D; x4 x7 H" e' H5 [ •时钟应该处于高速模式
- s& |1 S" u: \ • 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)! I2 M3 Q1 k3 D0 Y& |
•退出Escape模式的过程：LP-10→LP-11% {0 R1 L8 O8 O. Q' }$ l i
•进入高速模式的过程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)- M& [) Q7 y% ?& K- {
•退出高速模式的过程：EoT→LP-11
$ C' j( G+ U* M# D0 {! x0 w •控制模式 - BTA 传输过程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00
/ z# g K3 Z. z+ u1 I/ r, D% W •控制模式 - BTA 接收过程：LP-00→LP-10→LP-11
; d* P, Y5 \& m' ~' d: S • 状态转换关系图
8 Y p$ v) [$ d1 }" D; H
5 m& {/ `2 J, ?9 x+ {6 s四、DSI介绍
2 g1 h. k) T: _/ z1、DSI是一种Lane可扩展的接口，1个时钟Lane/1-4个数据Lane
% V1 L; j; A2 E • DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式：
& V9 ~6 ^7 ^9 W e • Command Mode（类似于MPU接口）
2 Y t: g; c; p, w. [4 y6 ~' n • 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
$ q- z' }7 I9 q. d, g0 V3 L. e
• Non-Burst 同步脉冲模式# l8 ]0 D/ q. y4 N7 o1 v8 z
• Non-Burst 同步事件模式
% B' r7 a8 u0 m# A: o" W • Burst模式
% @2 q O0 m6 |% Q) }* s5 b • 传输模式：/ T. d: q' ~, ]. O
• 高速信号模式（High-Speed signaling mode）
4 o# r, Z% q- p9 ^3 B6 O6 s2 i+ q • 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）。
6 L7 t3 y+ l8 g- B) H( U • 帧类型6 [. `( X& q% \5 m6 q* P: F8 h0 d
• 短帧：4 bytes (固定)
; v T0 \0 z) O C: g$ W1 F3 X • 长帧：6~65541 bytes (可变)
• 两个数据Lane高速传输示例
2、短帧结构3 H" N/ V4 V- Y# O' W' E
• 帧头部（4个字节）5 y' Q! }$ g' q( C
• 数据标识(DI) 1个字节
u/ O5 M( q; X • 帧数据- 2个字节 （长度固定为2个字节）
1 T! k4 I$ ~3 w# u • 错误检测(ECC) 1个字节
. n/ h/ @$ R# m' A4 J# ] • 帧大小
- R' r# C% b. q$ |3 U6 }) V • 长度固定为4个字节
7 w# F$ T0 d6 d+ I4 [" c4 [3、长帧结构
- A8 L: _5 D9 o2 |. D6 Y/ ] • 帧头部（4个字节）
; g5 M& c- m% \/ a% @ • 数据标识(DI) 1个字节
+ C$ w6 C& e( _5 s, ~: O- t • 数据计数- 2个字节 （数据填充的个数）
/ s" Z/ F$ j! g/ w% U& F" i • 错误检测(ECC) 1个字节$ n$ `+ Y- ` ]- s$ L
•数据填充(0~65535 字节)
3 p% F$ @3 G9 S2 H( L7 Q • 长度=WC*字节
! u5 I" W( b' B5 _ • 帧尾：校验和（2个字节）- y% ?1 x2 H5 g4 }& }4 j% u: I
• 帧大小：
" B6 |" M. d- c k/ P • 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节
7 _7 V' v& z0 s. D, R
五、MIPI DSI信号测量实例
" F: j2 G# m; @9 `! {! X 1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图
, q0 |1 q( O7 V1 d+ I/ Z [! @
A$ w& J, N, u% [9 `: k
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）
* C3 V# o1 Q( o+ Q5 @ • Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据
5 Y1 K- h. N( R9 \7 N/ [+ E6 T* B$ `7 x
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。
