MIPI扫盲——D-PHY介绍一目录篇地址MIPI扫盲系列博文目录篇-Felix-电子技术应用-AET-中国科技核心期刊-最丰富的电子设计资源平台D-PHY种的PHY是物理层Physical的意思那么D是什么意思呢在MIPI D-PHY的文档中有提到过D-PHY的最初版本的设计目标是500Mbits/s而D是罗马数字拉丁文数字中500 。同理C和M分别是罗马数字中的100和1000也就是C-PHY和M-PHY中C和M的意思了。D-PHY是一种高速、低功耗的源同步物理层由于采用了高功效设计因此非常适合功耗大的电池供电设备使用。它里面同时包含了有助于实现高功效的高速模块和低功耗模块。载荷数据图像数据使用高速模块控制和状态信息的发送在照相机/显示器和应用处理器之间使用的是低功耗模块利用低频信号。它具有在单个数据包脉冲中发送高速和低功耗数据的特殊能力。低功耗模块有助于节省功耗高速模块则有助于实现高清晰度照片质量数据信号要求的较高带宽。如下图所示MIPI信号HS模式下相对于传统的TMDS信号、LVDS信号等具有低电压摆幅低功耗的优势。MIPI D-PHY协议定义了两种传输模式高速模式High SpeedHS和低功耗模式Low PowerLP两种模式使用不同的传输电平和传输机制。HS模式和LP模式的电平如下图所示使用示波器测量获得的HS波形如下图所示其中HS模式下为差分信号传输信号电平在100mV~300mV200mV的压摆LP模式下为单端信号传输信号电平在0~1.2V1.2V压摆。HS模式下信号传输速度可达80Mbps~1Gbpsv1.0或80Mbps~1.5Gbpsv1.1采用源同步的传输方式由主机Master设备向从机Slave设备提供DDR时钟。LP模式下信号传输速度为10Mbps此时传输通道的差分线HS模式下的是两根独立的信号线。无论是HS模式还是LP模式都采用LSB fisrtMSB last的传输方式。【注】为什么要这样设计我个人的理解是这样的HS模式下信号传输速度较快较低的压摆有利于提升传输速度同时降低功耗和EMI那么为什么LP模式下不用HS的传输机制呢是因为LP模式下传输的信号速度较慢较低的压摆不利于系统的稳定此时可能会有比较严重的过冲如果采用100mV~300mV的电平的话。一个完整的MIPI传输系统结构图如下其中PHY Layer为物理层如D-PHYLow Level Protocol和Lane Management为中间层如DSI和CSIApplication为应用层可由软件或者硬件实现以DSI系统为例其中所有的命令需要符合MIPI的DCSDisplay Command Set规范。D-PHY协议最多支持5个Lane通道一个时钟Lane4个数据Lane最少需要两个Lane一个时钟Lane一个数据Lane。如上图所示一个通用的Lane中包含LP-TX、LP-RX、HS-TX、HS-RX和LP-CD模块所有收发模块均共用同一个差分线DpDn在LP模式下为两根单独的信号线。整个Lane通过PPI接口PHY Protocol Interface与系统的其他部分连接。其中LP-CD模块仅在存在于需要双向通信Bidirectional的系统中对于不需要双向通信Unidirectional的系统如CSI协议则不需要LP-CD模块。显然在Unidirectional系统中主机一般固定为Transmitter则不需要RX模块从机一般固定为Receiver则不需要TX模块。在需要双向通信的系统中如DSI当然在特定的系统中DSI也可以是Unidirectional的一般只需要一个Data Lane具有双向收发的能力其他的Data Lane和Clock Lane则可以根据实际需求去除RX或者TX模块。需要注意的是即使是在Bidirectional的系统中Clock Lane也不需要反向传输即当从机向主机发送数据时反向传输此时的时钟仍然是由主机提供HS模式下LP模式下则不需要时钟。比较有意思的地方是在LP模式下包括Control Mode和Escape Mode采用的是Spaced-One-Hot Coding机制。在该机制下时钟可以从传输的数据中得以体现因此不需要传输时钟。此时用户可以根据实际需求设置Clock Lane继续运行或者关闭以降低功耗。关于Spaced-One-Hot Coding会在后面的博文中详细介绍。【注】我们常听到的LPDT模式Low-Power Data Transmission和ULPS模式Ultra-Low Power State都是Escape Mode的一种。综上所述也就是说D-PHY中一共有三种LaneUnidirectional Clock Lane 、Unidirectional Data Lane以及Bi-directional Data Lane。需要注意的是D-PHY的Bidirectional通信是一种半双工的双向通信模式同时反向传输的速度只有正向传输的1/4。« 上一篇MIPI扫盲——What the hell is mipi» 下一篇PCIe扫盲——ReTimer和ReDriver简介原文链接MIPI扫盲——D-PHY介绍一-Felix-电子技术应用-AET-中国科技核心期刊-最丰富的电子设计资源平台