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：
3 w0 I$ [! O0 K$ u* f二、MIPI联盟的MIPI DSI规范
" @& \9 j, C" o" g1、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。
& t8 T' o6 @7 G6 h3 \ • 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
+ t0 S- ]6 \& S/ g- j* Y7 y
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：# Q% H8 I6 c7 X) r7 b
• PHY 定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。/ B, F A+ F" r0 z6 d
• Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。
# I8 E8 k P# T# b/ r: q• Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。, \9 @; {7 h( W% T- V" ]/ L
• Application层：描述高层编码和解析数据流。
3、Command和Video模式$ U, m R3 G8 G" l
• 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
* D$ b3 t/ [0 W* 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
* t. b+ S2 Z/ z# u5 d• 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
6 g7 U! c3 V6 K' I3 H; O1 F* P 三、D-PHY介绍; C% t3 |' V8 k8 y5 y
1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。! r' k9 W: F3 D8 j
• 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
# F- ~$ z6 j; i6 D ?7 B1 L |. n
• 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 T' _6 x0 v' ~- r/ c$ G; \7 m
• 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
3 w* T$ w+ ^, S+ l0 k4 E1 T
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
8 H% z7 z# ~& ?: J7 {
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)
U0 E0 J; ?3 w4、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）( r$ p5 H$ `8 w+ s3 v r: W
•这个状态下，lines处于空状态 (LP-00)
8 j) m5 n; A( R" U ~) Q • 时钟Lane的超低功耗状态
" z3 o! w0 ]2 H8 G5 V3 @) |' [( R •时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态1 g( G ?. H) P4 R d( 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! ]9 ^3 y b9 ?6 d# g
•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。
/ d2 L6 O. @) o9 b •时钟应该处于高速模式
, C R" A1 G i% U. {% Q! N7 \9 @' S • 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)6 i S7 P+ D1 e- Q3 w' U! a" N
•退出Escape模式的过程：LP-10→LP-11
g6 H8 |* e0 ]' C U9 p( o •进入高速模式的过程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)1 y2 V4 T3 C5 C6 l( k8 D
•退出高速模式的过程：EoT→LP-11$ w ]" B: H1 m6 Z# @0 u9 x
•控制模式 - BTA 传输过程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00. E% P; V) k" n5 z: f6 K1 k
•控制模式 - BTA 接收过程：LP-00→LP-10→LP-11
% ?+ ^3 s; n7 L" U9 ` • 状态转换关系图
6 I* I% w9 t! E1 M$ Y7 L7 C' i( ^1 n% M
四、DSI介绍
/ w+ I7 g$ f y* Z7 a8 j1、DSI是一种Lane可扩展的接口，1个时钟Lane/1-4个数据Lane7 }* C H3 E3 t6 y
• DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式：) l5 j6 s/ U$ T1 a6 c T
• Command Mode（类似于MPU接口）* t. l7 D3 f7 }/ p& A5 F
• 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
1 t, d( i8 l# T8 f1 J1 x) O5 t
• Non-Burst 同步脉冲模式1 V$ ~) z* u. Z5 e* t* N/ D' h
• Non-Burst 同步事件模式, M' b9 R j+ N* J
• Burst模式
0 [, h, B( i; C/ U$ N5 ~
• 传输模式：0 S2 S7 ^) t- e" |
• 高速信号模式（High-Speed signaling mode）+ u' a! q# ]% e/ G7 O) y8 a
• 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）。3 R9 j5 }' |' s- T
• 帧类型5 y _2 z2 |+ s. j" F
• 短帧：4 bytes (固定)5 s: T n. m8 l( r; e
• 长帧：6~65541 bytes (可变)
• 两个数据Lane高速传输示例
2、短帧结构' T+ @, P5 t$ A! q2 M$ O0 w
• 帧头部（4个字节）
8 J. Y8 |+ |) \* S, p4 l" M' c# G • 数据标识(DI) 1个字节/ g0 V* b, K, U- y
• 帧数据- 2个字节 （长度固定为2个字节） a+ _' Z; k$ g: X! T2 g" E
• 错误检测(ECC) 1个字节
5 X0 k s* P5 k3 h( K+ \ • 帧大小
* G$ N# I: n: S* B • 长度固定为4个字节
; j( b3 ?0 O" x4 ]
3、长帧结构
2 D5 y& s6 G0 i, U • 帧头部（4个字节）+ P+ A: _: h( e
• 数据标识(DI) 1个字节
' V+ ?8 r; [3 s, N$ e • 数据计数- 2个字节 （数据填充的个数）% j8 o5 \) \- z& i% O
• 错误检测(ECC) 1个字节1 ^7 K! j+ D2 m9 W4 g* A
•数据填充(0~65535 字节)) o* R3 ~( z5 w8 J
• 长度=WC*字节
$ z- x% ?8 S$ c1 v+ @2 s& q • 帧尾：校验和（2个字节）: c! G) w e' q+ m, X
• 帧大小：
, u$ }6 I3 @7 T- K • 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节
5 m# w+ ?6 B# c- a* M) {4 T2 a
五、MIPI DSI信号测量实例2 o! m2 H* t, S- z
1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图
1 }3 f2 N$ k9 V, G* E8 }/ P
: W+ D1 e) Z! s$ X
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）
) C+ t8 k6 v; L2 m • Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据
8 a$ s2 C- Z/ o& h
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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