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：
2 ~ f2 G8 ~) M" S, G+ L$ } c二、MIPI联盟的MIPI DSI规范) d3 i" z9 K1 j4 S1 H
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。
1 T! f% A! X2 a9 @. n- X. c/ K
• 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
' v/ d- m7 `- o2 V* W' e' ?2 J
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：- z/ Y S3 r* }2 \: b2 L+ q3 @
• PHY 定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。7 \, t0 ^6 @$ m) w
• Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。
& f! z% J. f0 l- ~ u• Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。
7 ^9 _4 s% F+ Y' Q0 r• Application层：描述高层编码和解析数据流。
3、Command和Video模式, R/ D/ M( c: z( \
• 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0 |# r6 q- u* w4 Q3 }: 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
# q' j7 z B8 d. `/ Q( B, S• 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
( g, v4 v0 Z7 g 三、D-PHY介绍; s) X6 V( g/ M" S0 a* @
1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。# Y3 Q- n2 s. M1 D
• 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
) t7 V- R0 p% S; ]
• 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
5 e- G! R$ i3 U% k' _/ V" ~
• 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
$ I. w1 u2 S" T0 |# \$ ^9 D* M2、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
& a1 G6 R7 L, g- V% P! k
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)
/ k9 ?! s W0 |9 ^5 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）
+ d$ @6 _% Y0 e' s5 ?9 u5 V8 } •这个状态下，lines处于空状态 (LP-00) v, c. k/ P D
• 时钟Lane的超低功耗状态
% I# [. J% G1 a9 O! Z •时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态' }* q% w2 [8 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
/ T$ ]& u; e* s* S •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。
. _7 ?" E' J) I6 |% A: A •时钟应该处于高速模式
9 U* U$ K& G" v( k* Q • 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)
4 W! Z! I" Q+ \ •退出Escape模式的过程：LP-10→LP-11
% I+ V$ d* ` V% t i, k9 g) I •进入高速模式的过程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)
! } ~- U5 L# `3 @! y; g •退出高速模式的过程：EoT→LP-11* m6 ?3 z1 U/ T/ j7 {, S. `% ]* i
•控制模式 - BTA 传输过程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-005 ^5 R7 x4 q& B
•控制模式 - BTA 接收过程：LP-00→LP-10→LP-11
: p+ C( r& d Q8 i' e • 状态转换关系图
1 W$ l+ z3 m$ K+ W y
$ }% i7 u! L( j: M3 X6 ^4 t& z" l四、DSI介绍
- _+ q7 I# t% Y1 [3 E6 A3 [: s8 U1、DSI是一种Lane可扩展的接口，1个时钟Lane/1-4个数据Lane
3 o) M! z/ ^' o9 g9 w • DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式：7 D: o4 A8 {4 V
• Command Mode（类似于MPU接口）
% p! s' Q2 W* {: N: ^: k% ^! H • 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
7 S6 h( E- r9 X: s+ i • Non-Burst 同步脉冲模式3 }, z; ~! j7 h7 E. J$ h
• Non-Burst 同步事件模式
" d* O5 I: E' h2 k k • Burst模式
2 X# u" y* I# X, C • 传输模式： Z' J0 ]* `2 R; r2 m" Z: r
• 高速信号模式（High-Speed signaling mode）, F* ^+ ?% k, M# w, w* 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）。
' o+ r) N8 [4 [: N3 @ • 帧类型* d9 Z9 C1 f4 A1 U
• 短帧：4 bytes (固定)" X- m6 a9 i7 {9 f! u5 B
• 长帧：6~65541 bytes (可变)
• 两个数据Lane高速传输示例
2、短帧结构0 z( I) Z; u& Y' R
• 帧头部（4个字节）
$ |5 m. D7 ], X" w+ R • 数据标识(DI) 1个字节2 f/ z6 Z7 f1 T4 K. v8 \; i% |
• 帧数据- 2个字节 （长度固定为2个字节）
; J; v0 Z3 H; f6 H • 错误检测(ECC) 1个字节
: H8 V1 `, N0 R9 H l • 帧大小+ f; |2 r6 {; m+ F5 _" R
• 长度固定为4个字节
U9 f, ~& e" m8 Y3、长帧结构- x L7 U7 \- k# e- l. y+ o
• 帧头部（4个字节）
7 [: m/ o$ Y' E6 s) a • 数据标识(DI) 1个字节
9 C7 F* ^4 Q/ L, O" M • 数据计数- 2个字节 （数据填充的个数）8 S! ~& ^* M6 f; O4 s$ V
• 错误检测(ECC) 1个字节1 U- U- {* s9 j1 K5 Q- ~; T6 w% @
•数据填充(0~65535 字节)
9 _+ n" g( X( n6 }4 d/ n& X1 J1 n • 长度=WC*字节
3 d- b# ]5 q; {8 U1 M • 帧尾：校验和（2个字节）; _9 G2 N5 O: |) {' v: v
• 帧大小：
, g) U6 `& L- U# r • 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节
) Q3 a6 I: ?' e. v4 G5 q0 a
五、MIPI DSI信号测量实例0 q7 o/ W- l9 E, p3 E
1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图
' ?- \9 ?$ M# Z a! M! {9 J" G" V! B( T! P+ {9 z$ S$ M" }, Y L
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 H' G) e! K4 q* P% s • Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据
: Z" t ~) {2 K! \7 D
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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