mipi傳輸協議常見故障排查及解決

2021-01-11 電子發燒友

其實工作了這麼久後，真的發現現在的工程師太依賴軟體庫了，做一個成熟的項目可以，稍微新一點，沒做過的，沒現成的代碼的項目，就不敢接了。一來是風險控制，二來還是技術太菜！ 

其實技術很簡單，超級簡單，大學做實驗時候，在開發板，做什麼紅外報警，32位密碼鎖，還有無繩電話等，拉一套學長的代碼，調試一下，燒到板子，就OK了。用帶我的張老師的話說「加個殼，你們就可以註冊個商標創業開公司了。」 

以前覺得技術NB，銷售LJ。現在回頭一看，銷售才是王道啊，技術什麼的，拉個虎皮就能出產品了，慢慢升級質量也會上去。只要有銷路，土豪做朋友。 

吐槽完了，還是出點乾貨吧。現在的COMS sensor 完全不顧人眼最適的800W像素，1200W,1300W不停向上搞。那麼問題來了：這麼高像素的IC，要達到30幀/S,這傳輸速率要多給力啊，所以，mipi傳輸協議打敗了串口，並口的傳輸方式，成為現在的新寵。 

下面就介紹一下mipi協議及一些常規故障排除。不要問我為什麼懂，畢竟COMS晶片FAE的工作不是白做的，現在呆過的第一家公司已經上市了，祝福啊。對於在上市前夕離開開公司的事情，我真是一點不後悔啊。%>_

MIPI ——Mobile industry process interface 多家移動開發或者應用商共同籌劃 接口標準聯盟 節約成本，加快產品開發速度 內容豐富，顯示、照相機、電源管理、射頻、存儲接口等等

CIS（cmos image sensor）中僅用到了mipi協議中的csi-2（camera serial interface二代，標識生成要求）和D-phy（物理層，輸出通道要求） 

Camera端做transmitter，平臺端做receiver 簡而言之 mipi的作用就是： 1.數據並行轉換成串行； 2.功能復用，節約傳輸線； 3.相對提高傳輸品質和速度； 4.增加傳輸距離； 5.適用新的平臺需求； 

 為什麼mipi那麼NB，下面對比一下就照了。  

並口需要 Vsync：幀同步信號 Hsync：行同步信號 和8條數據線，但這10根線，mipi只需要5根。所以，我行，我來！ 

Clock和 data中體現差分即低位先出，故如此表示，差分信號P高N低表1，P低N高表0. 現在對mipi大概有點小小的概念了。再給你看看她的照片，保證你喜歡。MIPI 輸出長什麼樣？ 

噹噹噹噹~~  

幀頭標識、幀尾標識（分別由vsync上升下降沿生成） 行頭標識、行尾標識（分別由hsync上升下降沿生成） 有效數據長包。包含行標識，所以可以省略line_sync短包 相對於並口傳輸，即是將vsync、hsync與數據共通道復用傳輸。 

總之一句話，能用軟體解決的一定不要動硬體，能動手的一定不要動嘴。人生哲理。 什麼？不要看PS過的照片！好吧，下面發個素顏照。  

是不是美如畫。 而mipi的信號符合其通信協議， 規定其起始電壓在1.1~1.3V，等等，如下圖（我比較懶，不服來辯）。這是其電氣要求。  

然後軟體方面，如下圖：  

字節(byte)為基本傳輸單元，每個byte中有8位(bit) Sync dyte：用來同步數據開始，告知接下來為有效數據 DATA TYPE：該包傳輸的是什麼格式的數據YUV422(1E)/RAW8(2A)/RAW10(2B) WC（16bits）= PAYLOAD中的byte數量（即輸出窗口的1行中有多少個字節，也即列數。注意raw10為列數的1.25倍，raw12為列數的1.5倍） ECC：校驗datatype和wc是否出錯 Payload=image data CSC：PAYLOAD數據傳輸校驗 *由於插入了許多數據標識，所以會影響hb或者vb的最小值 MIPI DPHY 終端概念  

mipi的信號線是一對差分線，理論上可以高電平傳一個數據，低電平也傳一個，速度又快，功耗又小。 很多時候，平臺端的mipi時序和Sensor端如果不匹配，就會出問題。硬體問題的話，就亮信號！  

Term未連接情況信號時這樣滴。正常的是這樣滴：  

Sensor輸出在設計時已經考慮，應用時主要是FPC或者PCB走線影響 通常要求： 差分對內兩線等長，儘量少折線，方向一致； 差分對間地線走地，減小串擾； 線上過孔最少； 至少一側有鋪地； 線長最長不超過20cm； 儘量遠離天線； 目的： 阻抗匹配、阻抗連續，減少信號損失，獲得較高的信號完整性； 減少信號間耦合，保證信號完整性； 減少與其他射頻信號的相互作用，保證各信號的質量； Settle count 主要是hs_prepare+hs_zero時間與其匹配； 通常設定T_settle count為T_(hs_prepare+hs_zero)/2; 是平臺設定參數，通常不改默認值，與pclk頻率有關；

不匹配會引起的問題： 卡頓； 不出圖； 不規則滾屏、拍照分屏

調節方法： 增大或者減小T_hs_prepare、hs_zero，參數最小值為1，有時需要調的很不可思議才可行，這是需要配成manual模式。  

DDR採樣，即在時鐘的上升和下降沿均採集數據，保證高速傳輸又可以有效降低時鐘頻率，要求時鐘和數據相位為正交關係。 實際中因為負載差異，會限制時鐘的建立速度，同時數據的不規律輸出（不是確定的輸出序列），所以對setup或者hold時間要求不同。可能造成誤碼，引起麻點，嚴重時會丟行。 

數據傳輸速率，單位為bps（bit per second）

mipi_data=pclk_tot*10（raw10） =pclk_tot*8 （raw8）

pclk_tot=數字輸出並行時鐘pclk * 數字通道數M mipi N通道，每通道數據率=mipi_data/N Mipi時鐘速度=每通道數據率/2= mipi_data/4

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