標(biāo)題: MIPI DSI協(xié)議介紹 [打印本頁]
作者: 51黑fan 時間: 2016-1-31 03:52
標(biāo)題: MIPI DSI協(xié)議介紹
一、MIPI
MIPI（移動行業(yè)處理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的縮寫。MIPI（移動行業(yè)處理器接口）是MIPI聯(lián)盟發(fā)起的為移動應(yīng)用處理器制定的開放標(biāo)準(zhǔn)。
已經(jīng)完成和正在計劃中的規(guī)范如下：
二、MIPI聯(lián)盟的MIPI DSI規(guī)范
1、名詞解釋
• DCS (DisplayCommandSet)：DCS是一個標(biāo)準(zhǔn)化的命令集，用于命令模式的顯示模組。
• DSI, CSI (DisplaySerialInterface, CameraSerialInterface
• DSI 定義了一個位于處理器和顯示模組之間的高速串行接口。
• CSI 定義了一個位于處理器和攝像模組之間的高速串行接口。
• D-PHY：提供DSI和CSI的物理層定義
2、DSI分層結(jié)構(gòu)
DSI分四層，對應(yīng)D-PHY、DSI、DCS規(guī)范、分層結(jié)構(gòu)圖如下：
• PHY 定義了傳輸媒介，輸入/輸出電路和和時鐘和信號機制。
• Lane Management層：發(fā)送和收集數(shù)據(jù)流到每條lane。
• Low Level Protocol層：定義了如何組幀和解析以及錯誤檢測等。
• Application層：描述高層編碼和解析數(shù)據(jù)流。
3、Command和Video模式
• DSI兼容的外設(shè)支持Command或Video操作模式，用哪個模式由外設(shè)的構(gòu)架決定
• Command模式是指采用發(fā)送命令和數(shù)據(jù)到具有顯示緩存的控制器。主機通過命令間接的控制外設(shè)。Command模式采用雙向接口
• Video模式是指從主機傳輸?shù)酵庠O(shè)采用時實象素流。這種模式只能以高速傳輸。為減少復(fù)雜性和節(jié)約成本，只采用Video模式的系統(tǒng)可能只有一個單向數(shù)據(jù)路徑
三、D-PHY介紹
1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代價的PHY。
• 一個 PHY配置包括
• 一個時鐘lane
• 一個或多個數(shù)據(jù)lane
• 兩個Lane的 PHY配置如下圖
• 三個主要的lane的類型
• 單向時鐘Lane
• 單向數(shù)據(jù)Lane
• 雙向數(shù)據(jù)Lane
• D-PHY的傳輸模式
• 低功耗（Low-Power）信號模式（用于控制）：10MHz (max)
• 高速（High-Speed）信號模式（用于高速數(shù)據(jù)傳輸）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane
• D-PHY低層協(xié)議規(guī)定最小數(shù)據(jù)單位是一個字節(jié)
• 發(fā)送數(shù)據(jù)時必須低位在前，高位在后.
• D-PHY適用于移動應(yīng)用
• DSI：顯示串行接口
• 一個時鐘lane，一個或多個數(shù)據(jù)lane
• CSI：攝像串行接口
2、Lane模塊
• PHY由D-PHY(Lane模塊)組成
• D-PHY可能包含：
• 低功耗發(fā)送器（LP-TX）
• 低功耗接收器（LP-RX）
• 高速發(fā)送器（HS-TX）
• 高速接收器（HS-RX）
• 低功耗競爭檢測器（LP-CD）
• 三個主要lane類型
• 單向時鐘Lane
• Master：HS-TX, LP-TX
• Slave：HS-RX, LP-RX
• 單向數(shù)據(jù)Lane
• Master：HS-TX, LP-TX
• Slave：HS-RX, LP-RX
• 雙向數(shù)據(jù)Lane
• Master, Slave：HS-TX, LP-TX, HS-RX, LP-RX, LP-CD
3、Lane狀態(tài)和電壓
• Lane狀態(tài)
• LP-00, LP-01, LP-10, LP-11 (單端)
• HS-0, HS-1 (差分)
• Lane電壓（典型）
• LP：0-1.2V
• HS：100-300mV (200mV)
4、操作模式
• 數(shù)據(jù)Lane的三種操作模式
• Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode
•從控制模式的停止?fàn)顟B(tài)開始的可能事件有：
• 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是數(shù)據(jù)Lane在LP狀態(tài)下的一種特殊操作
•在這種模式下，可以進入一些額外的功能：LPDT, ULPS, Trigger
•數(shù)據(jù)Lane進入Escape mode模式通過LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00
•一旦進入Escape mode模式，發(fā)送端必須發(fā)送1個8-bit的命令來響應(yīng)請求的動作
• Escape mode 使用Spaced-One-Hot Encoding
•超低功耗狀態(tài)（Ultra-Low Power State）
•這個狀態(tài)下，lines處于空狀態(tài) (LP-00)
• 時鐘Lane的超低功耗狀態(tài)
•時鐘Lane通過LP-11→LP-10→LP-00進入ULPS狀態(tài)
•通過LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出這種狀態(tài)，最小TWAKEUP時間為1ms
• 高速數(shù)據(jù)傳輸
•發(fā)送高速串行數(shù)據(jù)的行為稱為高速數(shù)據(jù)傳輸或觸發(fā)（burst）
•全部Lanes門同步開始，結(jié)束的時間可能不同。
•時鐘應(yīng)該處于高速模式
• 各模操作式下的傳輸過程
•進入Escape模式的過程 ：LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00→Entry Code → LPD (10MHz)
•退出Escape模式的過程：LP-10→LP-11
•進入高速模式的過程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)
•退出高速模式的過程：EoT→LP-11
•控制模式 - BTA 傳輸過程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00
•控制模式 - BTA 接收過程：LP-00→LP-10→LP-11
• 狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系圖
四、DSI介紹
1、DSI是一種Lane可擴展的接口，1個時鐘Lane/1-4個數(shù)據(jù)Lane
• DSI兼容的外設(shè)支持1個或2個基本的操作模式：
• Command Mode（類似于MPU接口）
• Video Mode（類似于RGB接口）- 必須用高速模式傳輸數(shù)據(jù)，支持3種格式的數(shù)據(jù)傳輸
• Non-Burst 同步脈沖模式
• Non-Burst 同步事件模式
• Burst模式
• 傳輸模式：
• 高速信號模式（High-Speed signaling mode）
• 低功耗信號模式（Low-Power signaling mode） - 只使用數(shù)據(jù)lane 0（時鐘是由DP，DN異或而來）。
• 幀類型
• 短幀：4 bytes (固定)
• 長幀：6~65541 bytes (可變)
• 兩個數(shù)據(jù)Lane高速傳輸示例
2、短幀結(jié)構(gòu)
• 幀頭部（4個字節(jié)）
• 數(shù)據(jù)標(biāo)識(DI) 1個字節(jié)
• 幀數(shù)據(jù)- 2個字節(jié) （長度固定為2個字節(jié)）
• 錯誤檢測(ECC) 1個字節(jié)
• 幀大小
• 長度固定為4個字節(jié)
3、長幀結(jié)構(gòu)
• 幀頭部（4個字節(jié)）
• 數(shù)據(jù)標(biāo)識(DI) 1個字節(jié)
• 數(shù)據(jù)計數(shù)- 2個字節(jié) （數(shù)據(jù)填充的個數(shù)）
• 錯誤檢測(ECC) 1個字節(jié)
•數(shù)據(jù)填充(0~65535 字節(jié))
• 長度=WC*字節(jié)
• 幀尾：校驗和（2個字節(jié)）
• 幀大小：
• 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字節(jié)
4、幀數(shù)據(jù)類型
五、MIPI DSI信號測量實例
1、MIPI DSI在Low Power模式下的信號測量圖
2、MIPI的D-PHY和DSI的傳輸方式和操作模式
• D-PHY和DSI的傳輸模式
• 低功耗（Low-Power）信號模式（用于控制）：10MHz (max)
• 高速（High-Speed）信號模式（用于高速數(shù)據(jù)傳輸）：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（類似于MPU接口）
• Video Mode（類似于RGB接口）- 必須用高速模式傳輸數(shù)據(jù)
3、小結(jié)論
• 傳輸模式和操作模式是不同的概念
• Video Mode操作模式下必須使用High-Speed的傳輸模式
• Command Mode操作模式并沒有規(guī)定使用High-Speed或Low Power的傳輸模式，或者說
• 即使外部LCD模組為Video Mode，但通常在LCD模組初始化時還是使用Command Mode模式來讀寫寄存器，因為在低速下數(shù)據(jù)不容易出錯并且容易測量。
• Video Mode當(dāng)然也可以用High-Speed的方式來發(fā)送指令，Command Mode操作模式也可以使用High-Speed，只是沒有必要這么做
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