MIPI協議學習總結(一)

1、MIPI 簡介：

　　MIPI（移動行業處理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的縮寫。MIPI是MIPI聯盟發起的爲移動應用處理器制定的開放標準。

 

　　已經完成和正在計劃中的規範以下：

 

2、MIPI DSI規範：

一、名詞解釋

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

• DSI, CSI (Display Serial Interface , Camera Serial Interface )

• 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

二、DSI分層結構

DSI分四層，對應D-PHY、DSI、DCS規範；分層結構圖以下：

• PHY Layer層：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：發送和收集數據流到每條lane。

• Low Level Protocol層：定義瞭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

三、Command和Video模式 
• DSI兼容的外設支持Command或Video操做模式，用哪一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備顯示緩存的控制器，主機經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實時象素流，這種模式只能以高速傳輸，爲減小複雜性和節約成本，只採用Video模式的系統可能只有一個單向數據路徑；

 

3、D-PHY介紹 
一、 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 
    • 一個或多個數據lane 

二、兩個Lane的 PHY配置以下圖 ：

 

三、PHY由D-PHY(Lane模塊)組成 
 D-PHY可能包含： 
• 低功耗發送器（LP-TX） 
• 低功耗接收器（LP-RX） 
• 高速發送器（HS-TX） 
• 高速接收器（HS-RX） 
• 低功耗競爭檢測器（LP-CD）

 

四、三個主要的lane的類型 :
• 單向時鐘Lane 

• Master：HS-TX, LP-TX 
• Slave：HS-RX, LP-RX

• 單向數據Lane 

• Master：HS-TX, LP-TX 

• Slave：HS-RX, LP-RX 
• 雙向數據Lane 

• Master, Slave：HS-TX, LP-TX, HS-RX, LP-RX, LP-CD 

 

五、D-PHY的傳輸模式 
• 低功耗（Low-Power）信號模式（用於控制）：10MHz (max) 
• 高速（High-Speed）信號模式（用於高速數據傳輸）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane 
• D-PHY低層協議規定最小數據單位是一個字節 
• 發送數據時必須低位在前，高位在後

六、Lane狀態和電壓 
 Lane狀態 :
• 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) 

七、操做模式 
數據Lane的三種操做模式 ：Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode ；
從控制模式的中止狀態開始的可能事件有： 
• Escape mode request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00) 
• High-Speed mode request (LP-11→LP-01→LP-00) 
• Turn around request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00) 

Escape mode是數據Lane在LP狀態下的一種特殊操做 ，在這種模式下，能夠進入一些額外的功能：LPDT、ULPS、Trigger ，數據Lane進入Escape mode模式經過LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00 ；
一旦進入Escape mode模式，發送端必須發送1個8-bit的命令來響應請求的動做 ，Escape mode 使用Spaced-One-Hot Encoding 
•超低功耗狀態（Ultra-Low Power State） 這個狀態下，lines處於空狀態 (LP-00) 
•時鐘Lane的超低功耗狀態 ：
•時鐘Lane經過LP-11→LP-10→LP-00進入ULPS狀態 
•經過LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出這種狀態，最小TWAKEUP時間爲1ms 
• 高速數據傳輸 
•發送高速串行數據的行爲稱爲高速數據傳輸或觸發（burst） 
•所有Lanes門同步開始，結束的時間可能不一樣。 
•時鐘應該處於高速模式 
• 各模操做式下的傳輸過程 
•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 

狀態轉換關係圖：

4、DSI介紹

一、DSI是一種Lane可擴展的接口，1個時鐘Lane/1-4個數據Lane 
• DSI兼容的外設支持1個或2個基本的操做模式： 
• Command Mode（相似於MPU接口） 
• Video Mode（相似於RGB接口）- 必須用高速模式傳輸數據，支持3種格式的數據傳輸 
• Non-Burst 同步脈衝模式 

• Non-Burst 同步事件模式 
• Burst模式 

• 高速信號模式（High-Speed signaling mode） 
• 低功耗信號模式（Low-Power signaling mode） - 只使用數據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) 

兩個數據Lane高速傳輸示例 ：

 

二、短幀結構 
• 幀頭部（4個字節） 
• 數據標識(DI) 1個字節 
• 幀數據- 2個字節 （長度固定爲2個字節） 
• 錯誤檢測(ECC) 1個字節 
• 幀大小 
• 長度固定爲4個字節 

三、長幀結構 
• 幀頭部（4個字節） 
• 數據標識(DI) 1個字節 
• 數據計數- 2個字節 （數據填充的個數） 

• 錯誤檢測(ECC) 1個字節 
•數據填充(0~65535 字節) 
• 長度=WC*字節 
• 幀尾：校驗和（2個字節） 
幀大小：  4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字節

 

四、數據幀類型

 

傳輸模式和操做模式是不一樣的概念，Video Mode操做模式下必須使用High-Speed的傳輸模式 ，Command Mode操做模式並無規定使用High-Speed或Low Power的傳輸模式，即便外部LCD模組爲Video Mode，但一般在LCD模組初始化時仍是使用Command Mode模式來讀寫寄存器，由於在低速下數據不容易出錯而且容易測量。Video Mode也能夠用High-Speed的方式來發送指令，Command Mode操做模式也可使用High-Speed，只是沒有必要這麼作。

 

本文參考博客: http://blog.csdn.net/qq160816/article/details/19555957