MIPI（移動(dòng)行業(yè)處理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的縮寫(xiě)。MIPI（移動(dòng)行業(yè)處理器接口）是MIPI聯(lián)盟發(fā)起的為移動(dòng)應(yīng)用處理器制定的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)。

　　已經(jīng)完成和正在計(jì)劃中的規(guī)范如下：

　　D-PHY介紹

　　1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代價(jià)的PHY。

　　? 一個(gè) PHY配置包括

　　? 一個(gè)時(shí)鐘lane

　　? 一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)lane

　　? 兩個(gè)Lane的 PHY配置如下圖

　　三個(gè)主要的lane的類(lèi)型

　　? 單向時(shí)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(hào)模式（用于控制）：10MHz （max）

　　? 高速（High-Speed）信號(hào)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(gè)字節(jié)

　　? 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)必須低位在前，高位在后。

　　? D-PHY適用于移動(dòng)應(yīng)用

　　? DSI：顯示串行接口

　　? 一個(gè)時(shí)鐘lane，一個(gè)或多個(gè)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(jìng)爭(zhēng)檢測(cè)器（LP-CD）

　　? 三個(gè)主要lane類(lèi)型

　　? 單向時(shí)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(kāi)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(jìn)入一些額外的功能：LPDT， ULPS， Trigger

　　?數(shù)據(jù)Lane進(jìn)入Escape mode模式通過(guò)LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00

　　?一旦進(jìn)入Escape mode模式，發(fā)送端必須發(fā)送1個(gè)8-bit的命令來(lái)響應(yīng)請(qǐng)求的動(dòng)作

　　? Escape mode 使用Spaced-One-Hot Encoding

　　?超低功耗狀態(tài)（Ultra-Low Power State）

　　?這個(gè)狀態(tài)下，lines處于空狀態(tài) （LP-00）

　　? 時(shí)鐘Lane的超低功耗狀態(tài)

　　?時(shí)鐘Lane通過(guò)LP-11→LP-10→LP-00進(jìn)入U(xiǎn)LPS狀態(tài)

　　?通過(guò)LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出這種狀態(tài)，最小TWAKEUP時(shí)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(chēng)為高速數(shù)據(jù)傳輸或觸發(fā)（burst）

　　?全部Lanes門(mén)同步開(kāi)始，結(jié)束的時(shí)間可能不同。

　　?時(shí)鐘應(yīng)該處于高速模式

　　? 各模操作式下的傳輸過(guò)程

　　?進(jìn)入Escape模式的過(guò)程 ：LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00→Entry Code → LPD （10MHz）

　　?退出Escape模式的過(guò)程：LP-10→LP-11

　　?進(jìn)入高速模式的過(guò)程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT（00011101） → HSD （80Mbps ~ 1Gbps）

　　?退出高速模式的過(guò)程：EoT→LP-11

　　?控制模式 - BTA 傳輸過(guò)程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00

　　?控制模式 - BTA 接收過(guò)程：LP-00→LP-10→LP-11

　　? 狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系圖

　　差分信號(hào)，什么是差分信號(hào)

　　一個(gè)差分信號(hào)是用一個(gè)數(shù)值來(lái)表示兩個(gè)物理量之間的差異。從嚴(yán)格意義上來(lái)講，所有電壓信號(hào)都是差分的，因?yàn)橐粋€(gè)電壓只能是相對(duì)于另一個(gè)電壓而言的。在某些系統(tǒng)里，系統(tǒng)’地’被用作電壓基準(zhǔn)點(diǎn)。當(dāng)’地’當(dāng)作電壓測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)，這種信號(hào)規(guī)劃被稱(chēng)之為單端的。我們使用該術(shù)語(yǔ)是因?yàn)樾盘?hào)是用單個(gè)導(dǎo)體上的電壓來(lái)表示的。

　　另一方面，一個(gè)差分信號(hào)作用在兩個(gè)導(dǎo)體上。信號(hào)值是兩個(gè)導(dǎo)體間的電壓差。盡管不是非常必要，這兩個(gè)電壓的平均值還是會(huì)經(jīng)常保持一致。我們用一個(gè)方法對(duì)差分信號(hào)做一下比喻，差分信號(hào)就好比是蹺蹺板上的兩個(gè)人，當(dāng)一個(gè)人被蹺上去的時(shí)候，另一個(gè)人被蹺下來(lái)了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續(xù)蹺蹺板的類(lèi)推，正值可以表示左邊的人比右邊的人高，而負(fù)值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個(gè)人都是同一水平。

　　應(yīng)用到電學(xué)上，這兩個(gè)蹺蹺板用一對(duì)標(biāo)識(shí)為V+和V-的導(dǎo)線(xiàn)來(lái)表示。當(dāng)V+》V-時(shí)，信號(hào)定義成正極信號(hào)，V+ 《 V-時(shí)，信號(hào)定義成負(fù)極信號(hào)。

　　上圖 差分對(duì)圍繞擺動(dòng)的平均電壓設(shè)置成 2.5V。當(dāng)該對(duì)的每個(gè)信號(hào)都限制成 0-5V 振幅時(shí)，偏移該差分對(duì)會(huì)提供一個(gè)信號(hào)擺動(dòng)的最大范圍。當(dāng)用單一 5V 電源操作時(shí)，經(jīng)常就會(huì)出現(xiàn)這種情況。

　　當(dāng)不采用單端信號(hào)而采取差分信號(hào)方案時(shí)，我們用一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)來(lái)替代單根導(dǎo)線(xiàn)，增加了任何相關(guān)接口電路的復(fù)雜性。那幺差分信號(hào)提供了什幺樣的有形益處，才能證明復(fù)雜性和成本的增加是值得的呢？

　　差分信號(hào)的第一個(gè)好處是，因?yàn)槟阍诳刂啤鶞?zhǔn)’電壓，所以能夠很容易地識(shí)別小信號(hào)。在一個(gè)地做基準(zhǔn)，單端信號(hào)方案的系統(tǒng)里，測(cè)量信號(hào)的精確值依賴(lài)系統(tǒng)內(nèi)’地’的一致性。信號(hào)源和信號(hào)接收器距離越遠(yuǎn)，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分信號(hào)恢復(fù)的信號(hào)值在很大程度上與’地’的精確值無(wú)關(guān)，而在某一范圍內(nèi)。

　　差分信號(hào)的第二個(gè)主要好處是，它對(duì)外部電磁干擾（EMI）是高度免疫的。一個(gè)干擾源幾乎相同程度地影響差分信號(hào)對(duì)的每一端。既然電壓差異決定信號(hào)值，這樣將忽視在兩個(gè)導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾。除了對(duì)干擾不大靈敏外，差分信號(hào)比單端信號(hào)生成的 EMI 還要少。

　　差分信號(hào)提供的第三個(gè)好處是，在一個(gè)單電源系統(tǒng)，能夠從容精確地處理’雙極’信號(hào)。為了處理單端，單電源系統(tǒng)的雙極信號(hào)，我們必須在地和電源干線(xiàn)之間某任意電壓處（通常是中點(diǎn)）建立一個(gè)虛地。用高于虛地的電壓來(lái)表示正極信號(hào)，低于虛地的電壓來(lái)表示負(fù)極信號(hào)。接下來(lái)，必須把虛地正確地分布到整個(gè)系統(tǒng)里。而對(duì)于差分信號(hào)，不需要這樣一個(gè)虛地，這就使我們處理和傳播雙極信號(hào)有一個(gè)高逼真度，而無(wú)須依賴(lài)虛地的穩(wěn)定性。

　　完成mipi信號(hào)通道分配后，需要生成與物理層對(duì)接的時(shí)序、同步信號(hào)：

　　MIPI規(guī)定，傳輸過(guò)程中，包內(nèi)是200mV、包間以及包啟動(dòng)和包結(jié)束時(shí)是1.2V，兩種不同的電壓擺幅，需要兩組不同的LVDS驅(qū)動(dòng)電路在輪流切換工作；為了傳輸過(guò)程中各數(shù)據(jù)包之間的安全可靠過(guò)渡，從啟動(dòng)到數(shù)據(jù)開(kāi)始傳輸，MIPI定義了比較長(zhǎng)的可靠過(guò)渡時(shí)間，加起來(lái)最少也有600多ns；而且規(guī)定各個(gè)時(shí)間參數(shù)是可調(diào)的，所以需要一定等待時(shí)間，需要緩存，我們用寄存器代替FIFO，每通道128Byte。

　　串行時(shí)鐘與數(shù)據(jù)差分傳輸?shù)倪^(guò)渡時(shí)間關(guān)系如下：

　　各個(gè)時(shí)間參數(shù)需要滿(mǎn)足以下的要求：

　　數(shù)據(jù)與時(shí)鐘的相位關(guān)系：

　　根據(jù)前面：mipi差分信號(hào)原理 介紹。

　　CLKp是高電平，CLKn是低電平的時(shí)候，差分信號(hào)表現(xiàn)為高電平。

　　CLKn是高電平， CLKp是低電平的時(shí)候，差分信號(hào)表現(xiàn)為低電平。

　　所以結(jié)果就可以等效成紅線(xiàn)描述的正弦。

　　從正弦可以看出，data在clk的高電平和低電平都有傳輸數(shù)據(jù)。

　　數(shù)據(jù)通道進(jìn)入和退出SLM（即睡眠模式）的控制：

　　mipi信號(hào)傳輸分為單端和差分傳輸。例如：

　　LP-00， LP-01， LP-10， LP-11 （單端）

　　HS-0， HS-1 （差分）

　　Ultra-Low Power State entry command： 00011110 是差分傳輸，讀取方法和上面提到的clk是一樣的，需要注意的是Dp和Dn如果同時(shí)是高電平或同時(shí)是低電平的時(shí)候是無(wú)效數(shù)據(jù)，這個(gè)時(shí)候大概對(duì)應(yīng)的是clk正弦的峰值，只有其中一個(gè)是高一個(gè)是低才是有效的差分?jǐn)?shù)據(jù)。

　　總結(jié)：

　　對(duì)應(yīng)于同步信號(hào)完成并串轉(zhuǎn)換；

　　*HS 狀態(tài)為高速低壓差分信號(hào)，傳輸高速連續(xù)串行數(shù)據(jù)；

　　*LP 狀態(tài)為低速低功耗信號(hào)，傳輸控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)；

　　*MIPI要求HS 工作在1GHz 的頻率下，完成共模信號(hào)為0.2v 差模信號(hào)為0.2v 的差分

　　信號(hào)的傳輸；

　　*LP 傳遞控制信號(hào)，要求高電平為1.2v 低電平為0的電平信號(hào)輸出；

　　*HS 及LP 狀態(tài)下，輸出信號(hào)的電學(xué)特性要求非常苛刻，具體電學(xué)性能的要求可見(jiàn)

　　附帶文檔表格。

　　*MIPI是雙向可選的，可以高速發(fā)送，也可以進(jìn)行高速接收，或收發(fā)功能同時(shí)具備，

　　我們目前根據(jù)需求僅做了發(fā)送功能；

　　*MIPI的HS模式（0.2V），傳送圖像數(shù)據(jù)，速度為80Mbps ~ 1000Mbps；

　　*MIPI的LP模式（1.2V），可以用于傳送控制命令，最高速度為10Mbps；

　　*MIPI規(guī)定，任一個(gè)MIPI設(shè)備必須Escape Mode，此為L(zhǎng)ow Power Data

　　Trabsmission Mode，LP模式中的一種，此模式下可低速傳輸圖像或其他數(shù)據(jù)。

　　*MIPI規(guī)定了Low Power Mode、 Ultra Low Power Mode的電壓范圍、以及它們

　　之間、它們與HS模式之間的相互切換方式或相關(guān)要求；

　　*MIPI D-PHY是各個(gè)MIPI工作組共用的物理層規(guī)范；

　　最后，需要注意一點(diǎn)：

　　BTA：bus turn around，用來(lái)host接受外設(shè)發(fā)送命令或應(yīng)答信號(hào)用的，如果host DPHY設(shè)置了這個(gè)，

　　但是lcd不支持的話(huà)，就有可能有問(wèn)題。