MIPI（移動行業(yè)處理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的縮寫。MIPI（移動行業(yè)處理器接口）是MIPI聯(lián)盟發(fā)起的為移動應用處理器制定的開放標準。

　　已經(jīng)完成和正在計劃中的規(guī)范如下：

　　D-PHY介紹

　　1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代價的PHY。

　　? 一個 PHY配置包括

　　? 一個時鐘lane

　　? 一個或多個數(shù)據(jù)lane

　　? 兩個Lane的 PHY配置如下圖

　　三個主要的lane的類型

　　? 單向時鐘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）信號模式（用于控制）：10MHz （max）

　　? 高速（High-Speed）信號模式（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)單位是一個字節(jié)

　　? 發(fā)送數(shù)據(jù)時必須低位在前，高位在后。

　　? D-PHY適用于移動應用

　　? DSI：顯示串行接口

　　? 一個時鐘lane，一個或多個數(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）

　　? 低功耗競爭檢測器（LP-CD）

　　? 三個主要lane類型

　　? 單向時鐘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

　　?從控制模式的停止狀態(tài)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）

　　? 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，可以進入一些額外的功能：LPDT， ULPS， Trigger

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

　　?一旦進入Escape mode模式，發(fā)送端必須發(fā)送1個8-bit的命令來響應請求的動作

　　? Escape mode 使用Spaced-One-Hot Encoding

　　?超低功耗狀態(tài)（Ultra-Low Power State）

　　?這個狀態(tài)下，lines處于空狀態(tài) （LP-00）

　　? 時鐘Lane的超低功耗狀態(tài)

　　?時鐘Lane通過LP-11→LP-10→LP-00進入ULPS狀態(tài)

　　?通過LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出這種狀態(tài)，最小TWAKEUP時間為1ms

　　? 高速數(shù)據(jù)傳輸

　　?發(fā)送高速串行數(shù)據(jù)的行為稱為高速數(shù)據(jù)傳輸或觸發(fā)（burst）

　　?全部Lanes門同步開始，結束的時間可能不同。

　　?時鐘應該處于高速模式

　　? 各模操作式下的傳輸過程

　　?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(tài)轉換關系圖

　　差分信號，什么是差分信號

　　一個差分信號是用一個數(shù)值來表示兩個物理量之間的差異。從嚴格意義上來講，所有電壓信號都是差分的，因為一個電壓只能是相對于另一個電壓而言的。在某些系統(tǒng)里，系統(tǒng)’地’被用作電壓基準點。當’地’當作電壓測量基準時，這種信號規(guī)劃被稱之為單端的。我們使用該術語是因為信號是用單個導體上的電壓來表示的。

　　另一方面，一個差分信號作用在兩個導體上。信號值是兩個導體間的電壓差。盡管不是非常必要，這兩個電壓的平均值還是會經(jīng)常保持一致。我們用一個方法對差分信號做一下比喻，差分信號就好比是蹺蹺板上的兩個人，當一個人被蹺上去的時候，另一個人被蹺下來了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續(xù)蹺蹺板的類推，正值可以表示左邊的人比右邊的人高，而負值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個人都是同一水平。

　　應用到電學上，這兩個蹺蹺板用一對標識為V+和V-的導線來表示。當V+》V-時，信號定義成正極信號，V+ 《 V-時，信號定義成負極信號。

　　上圖 差分對圍繞擺動的平均電壓設置成 2.5V。當該對的每個信號都限制成 0-5V 振幅時，偏移該差分對會提供一個信號擺動的最大范圍。當用單一 5V 電源操作時，經(jīng)常就會出現(xiàn)這種情況。

　　當不采用單端信號而采取差分信號方案時，我們用一對導線來替代單根導線，增加了任何相關接口電路的復雜性。那幺差分信號提供了什幺樣的有形益處，才能證明復雜性和成本的增加是值得的呢？

　　差分信號的第一個好處是，因為你在控制’基準’電壓，所以能夠很容易地識別小信號。在一個地做基準，單端信號方案的系統(tǒng)里，測量信號的精確值依賴系統(tǒng)內’地’的一致性。信號源和信號接收器距離越遠，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分信號恢復的信號值在很大程度上與’地’的精確值無關，而在某一范圍內。

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

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

　　完成mipi信號通道分配后，需要生成與物理層對接的時序、同步信號：

　　MIPI規(guī)定，傳輸過程中，包內是200mV、包間以及包啟動和包結束時是1.2V，兩種不同的電壓擺幅，需要兩組不同的LVDS驅動電路在輪流切換工作；為了傳輸過程中各數(shù)據(jù)包之間的安全可靠過渡，從啟動到數(shù)據(jù)開始傳輸，MIPI定義了比較長的可靠過渡時間，加起來最少也有600多ns；而且規(guī)定各個時間參數(shù)是可調的，所以需要一定等待時間，需要緩存，我們用寄存器代替FIFO，每通道128Byte。

　　串行時鐘與數(shù)據(jù)差分傳輸?shù)倪^渡時間關系如下：

　　各個時間參數(shù)需要滿足以下的要求：

　　數(shù)據(jù)與時鐘的相位關系：

　　根據(jù)前面：mipi差分信號原理 介紹。

　　CLKp是高電平，CLKn是低電平的時候，差分信號表現(xiàn)為高電平。

　　CLKn是高電平， CLKp是低電平的時候，差分信號表現(xiàn)為低電平。

　　所以結果就可以等效成紅線描述的正弦。

　　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)通道進入和退出SLM（即睡眠模式）的控制：

　　mipi信號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如果同時是高電平或同時是低電平的時候是無效數(shù)據(jù)，這個時候大概對應的是clk正弦的峰值，只有其中一個是高一個是低才是有效的差分數(shù)據(jù)。

　　總結：

　　對應于同步信號完成并串轉換；

　　*HS 狀態(tài)為高速低壓差分信號，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，傳輸控制信號和狀態(tài)信號；

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

　　信號的傳輸；

　　*LP 傳遞控制信號，要求高電平為1.2v 低電平為0的電平信號輸出；

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

　　附帶文檔表格。

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

　　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MIPI設備必須Escape Mode，此為Low 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要求；

　　*MIPI D-PHY是各個MIPI工作組共用的物理層規(guī)范；

　　最后，需要注意一點：

　　BTA：bus turn around，用來host接受外設發(fā)送命令或應答信號用的，如果host DPHY設置了這個，

　　但是lcd不支持的話，就有可能有問題。