mipi是什麼接口_mipi接口定義詳解

2021-01-20 電子發燒友
  MIPI接口簡介

  MIPI(移動行業處理器接口)是MobileIndustryProcessorInterface的縮寫。MIPI(移動行業處理器接口)是MIPI聯盟發起的為移動應用處理器制定的開放標準。

  MIPI是專門在高速(數據傳輸)模式下採用低振幅信號擺幅,針對功率敏感型應用而量身定做的。MIPI聯盟定義了一套接口標準,把行動裝置內部的接口如攝像頭、顯示屏、基帶、射頻接口等標準化,從而增加設計靈活性,同時降低成本、設計複雜度、功耗和EMI。

  由於MIPI是採用差分信號傳輸的,所以在設計上需要按照差分設計的一般規則進行嚴格的設計,關鍵是需要實現差分阻抗的匹配,MIPI協議規定傳輸線差分阻抗值為80-125歐姆。

  MIPI主要開關參數

  1.關斷隔離:為了保持有源時鐘/數據路徑的信號完整性,要求開關具備高效的關斷隔離性能。對於200mV、最大共模失配(common-modemismatch)5mV的高速MIPI差分信號,開關路徑之間的關斷隔離應該為-30dBm或更好。

  2.差分延遲差:差分對內部信號間的延遲差(skew)(差分對內延遲差)和時鐘與數據通道差分交叉點之間的延遲差(通道間延遲差)必需降至50ps或更小。對於這些參數,這類開關的業界同類最佳延遲差性能目前在20ps到30ps之間。

  3.開關阻抗:在選擇模擬開關時,第三個主要考慮事項是導通阻抗(RON)和導通電容(CON)的阻抗特性的折衷選擇。MIPID-PHY鏈路同時支持低功耗數據傳輸和高速數據傳輸模式。因此,開關的RON應該平衡選擇以優化混合工作模式的性能。理想情況下,這一參數應該分別針對每一個工作模式而設定。結合每一模式的最佳RON,並保持很低的開關CON對保持接收端的壓擺率(slewrate)十分重要。一般規則是,使CON低於10pF將有助於避免高速模式下通過開關的信號轉換時間的惡化(延長)。

  MIPI接口優點

  MIPI接口的模組,相較於並口具有速度快,傳輸數據量大,功耗低,抗幹擾好的優點,越來越受到客戶的青睞,並在迅速增長。例如一款同時具備MIPI和並口傳輸的8M的模組,8位並口傳輸時,需要至少11根的傳輸線,高達96M的輸出時鐘,才能達到12FPS的全像素輸出;而採用MIPI接口僅需要2個通道6根傳輸線就可以達到在全像素下12FPS的幀率,且消耗電流會比並口傳輸低大概20MA。由於MIPI是採用差分信號傳輸的,所以在設計上需要按照差分設計的一般規則進行嚴格的設計,關鍵是需要實現差分阻抗的匹配,MIPI協議規定傳輸線差分阻抗值為80-125歐姆。

  上圖是個典型的理想差分設計狀態,為了保證差分阻抗,線寬和線距應該根據軟體仿真進行仔細選擇;為了發揮差分線的優勢,差分線對內部應該緊密耦合,走線的形狀需要對稱,甚至過孔的位置都需要對稱擺放;差分線需要等長,以免傳輸延遲造成誤碼;另外需要注意一點,為了實現緊密的耦合,差分對中間不要走地線,PIN的定義上也最好避免把接地焊盤放置在差分對之間(指的是物理上2個相鄰的差分線)。

  MIPI的通道模式和線上電平

  在正常的操作模式下,數據通道處於高速模式或者控制模式。在高速模式下,通道狀態是差分的0或者1,也就是線對內P比N高時,定義為1,P比N低時,定義為0,此時典型的線上電壓為差分200MV,請注意圖像信號僅在高速模式下傳輸;在控制模式下,高電平典型幅值為1.2V,此時P和N上的信號不是差分信號而是相互獨立的,當P為1.2V,N也為1.2V時,MIPI協議定義狀態為LP11,同理,當P為1.2V,N為0V時,定義狀態為LP10,依此類推,控制模式下可以組成LP11,LP10,LP01,LP00四個不同的狀態;MIPI協議規定控制模式4個不同狀態組成的不同時序代表著將要進入或者退出高速模式等;比如LP11-LP01-LP00序列後,進入高速模式。下圖為線上電平的圖示。

  MIPI聯盟的MIPIDSI規範

  1、名詞解釋

  •DCS(DisplayCommandSet):DCS是一個標準化的命令集,用於命令模式的顯示模組。

  •DSI,CSI(DisplaySerialInterface,CameraSerialInterface

  •DSI定義了一個位於處理器和顯示模組之間的高速串行接口。

  •CSI定義了一個位於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分層結構

  DSI分四層,對應D-PHY、DSI、DCS規範、分層結構圖如下:

  •PHY定義了傳輸媒介,輸入/輸出電路和和時鐘和信號機制。

  •LaneManagement層:發送和收集數據流到每條lane。

  •LowLevelProtocol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據流。

  3、Command和Video模式

  •DSI兼容的外設支持Command或Video操作模式,用哪個模式由外設的構架決定

  •Command模式是指採用發送命令和數據到具有顯示緩存的控制器。主機通過命令間接的控制外設。Command模式採用雙向接口

  •Video模式是指從主機傳輸到外設採用時實象素流。這種模式只能以高速傳輸。為減少複雜性和節約成本,只採用Video模式的系統可能只有一個單向數據路徑

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