写意人生 / cache / MIPI DSI 协议介绍

分享

   

MIPI DSI 协议介绍

2014-09-02  写意人生

一、MIPI

MIPI移动行业处理器接口)是Mobile Industry Processor Interface的缩写。MIPI(移动行业处理器接口)是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。

已经完成和正在计划中的规范如下:

 

二、MIPI联盟的MIPI DSI规范

1、名词解释

· DCS (DisplayCommandSet):DCS是一个标准化的命令集,用于命令模式的显示模组。

· DSI, CSI (DisplaySerialInterface, CameraSerialInterface

  · DSI 定义了一个位于处理器和显示模组之间的高速串行接口。

  · CSI 定义了一个位于处理器和摄像模组之间的高速串行接口。

· D-PHY:提供DSI和CSI的物理层定义

 2、DSI分层结构

DSI分四层,对应D-PHY、DSI、DCS规范、分层结构图如下:
· PHY 定义了传输媒介,输入/输出电路和和时钟和信号机制。
· Lane Management层:发送和收集数据流到每条lane。
· Low Level Protocol层:定义了如何组帧和解析以及错误检测等。
· Application层:描述高层编码和解析数据流。

3、Command和Video模式
· DSI兼容的外设支持Command或Video操作模式,用哪个模式由外设的构架决定
· Command模式是指采用发送命令和数据到具有显示缓存的控制器。主机通过命令间接的控制外设。Command模式采用双向接口
· Video模式是指从主机传输到外设采用时实象素流。这种模式只能以高速传输。为减少复杂性和节约成本,只采用Video模式的系统可能只有一个单向数据路径

 

 三、D-PHY介绍

1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。

· 一个 PHY配置包括

  ·  一个时钟lane

  ·  一个或多个数据lane

· 两个Lane的 PHY配置如下图

· 三个主要的lane的类型

  · 单向时钟Lane

  · 单向数据Lane

  · 双向数据Lane

· D-PHY的传输模式

  · 低功耗(Low-Power)信号模式(用于控制):10MHz (max)

  · 高速(High-Speed)信号模式(用于高速数据传输):80Mbps ~ 1Gbps/Lane

· D-PHY低层协议规定最小数据单位是一个字节

  · 发送数据时必须低位在前,高位在后.

· D-PHY适用于移动应用

  · DSI:显示串行接口

     · 一个时钟lane,一个或多个数据lane 

  · CSI:摄像串行接口

2、Lane模块

· PHY由D-PHY(Lane模块)组成

· D-PHY可能包含:

  · 低功耗发送器(LP-TX) 

  · 低功耗接收器(LP-RX)

  · 高速发送器(HS-TX)  

  · 高速接收器(HS-RX)

  · 低功耗竞争检测器(LP-CD)

· 三个主要lane类型

  · 单向时钟Lane

    · Master:HS-TX, LP-TX

    · Slave:HS-RX, LP-RX

  · 单向数据Lane

    · Master:HS-TX, LP-TX

    · Slave:HS-RX, LP-RX

  · 双向数据Lane

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

3、Lane状态和电压

  · Lane状态 

    · LP-00, LP-01, LP-10, LP-11 (单端)

    · HS-0, HS-1 (差分)

  · Lane电压(典型) 

    · LP:0-1.2V

    · HS:100-300mV (200mV)

4、操作模式 

  · 数据Lane的三种操作模式 

    · Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode

  ·从控制模式的停止状态开始的可能事件有: 

    · 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是数据Lane在LP状态下的一种特殊操作 

    ·在这种模式下,可以进入一些额外的功能:LPDT, ULPS, Trigger

    ·数据Lane进入Escape mode模式通过LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00

    ·一旦进入Escape mode模式,发送端必须发送1个8-bit的命令来响应请求的动作

    · Escape mode 使用Spaced-One-Hot Encoding

  ·超低功耗状态(Ultra-Low Power State)
    ·这个状态下,lines处于空状态 (LP-00)
  · 时钟Lane的超低功耗状态
    ·时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态
    ·通过LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出这种状态,最小TWAKEUP时间为1ms

  · 高速数据传输
    ·发送高速串行数据的行为称为高速数据传输或触发(burst)

    ·全部Lanes门同步开始,结束的时间可能不同。
    ·时钟应该处于高速模式

  · 各模操作式下的传输过程

    ·进入Escape模式的过程 :LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00→Entry Code → LPD (10MHz)
    ·退出Escape模式的过程:LP-10→LP-11
    ·进入高速模式的过程:LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)
    ·退出高速模式的过程:EoT→LP-11
    ·控制模式 - BTA 传输过程:LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00
    ·控制模式 - BTA 接收过程:LP-00→LP-10→LP-11

  · 状态转换关系图

 

 

四、DSI介绍
1、DSI是一种Lane可扩展的接口,1个时钟Lane/1-4个数据Lane
  · DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式:
    · Command Mode(类似于MPU接口)
    · Video Mode(类似于RGB接口)- 必须用高速模式传输数据,支持3种格式的数据传输
    ·  Non-Burst 同步脉冲模式
     · Non-Burst 同步事件模式
     · Burst模式
  · 传输模式:
    · 高速信号模式(High-Speed signaling mode)
    · 低功耗信号模式(Low-Power signaling mode) - 只使用数据lane 0(时钟是由DP,DN异或而来)。
  · 帧类型
    · 短帧:4 bytes (固定)
    · 长帧:6~65541 bytes (可变)  

· 两个数据Lane高速传输示例

2、短帧结构
  · 帧头部(4个字节)
    · 数据标识(DI) 1个字节
    · 帧数据- 2个字节 (长度固定为2个字节)
    · 错误检测(ECC) 1个字节
  · 帧大小
    · 长度固定为4个字节
3、长帧结构
  · 帧头部(4个字节)
    · 数据标识(DI) 1个字节
    · 数据计数- 2个字节 (数据填充的个数)
    · 错误检测(ECC) 1个字节
  ·数据填充(0~65535 字节)
    · 长度=WC*字节
  · 帧尾:校验和(2个字节)
  · 帧大小:
    · 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节

4、帧数据类型

 

五、MIPI DSI信号测量实例

 1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图

  

2、MIPI的D-PHY和DSI的传输方式和操作模式

 · D-PHY和DSI的传输模式

   · 低功耗(Low-Power)信号模式(用于控制):10MHz (max)

   · 高速(High-Speed)信号模式(用于高速数据传输):80Mbps ~ 1Gbps/Lane

 · D-PHY的操作模式

   · Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode

 · DSI的操作模式

   · Command Mode(类似于MPU接口)
   · Video Mode(类似于RGB接口)- 必须用高速模式传输数据

3、小结论

 · 传输模式和操作模式是不同的概念

 · Video Mode操作模式下必须使用High-Speed的传输模式

 · Command Mode操作模式并没有规定使用High-Speed或Low Power的传输模式,或者说

 · 即使外部LCD模组为Video Mode,但通常在LCD模组初始化时还是使用Command Mode模式来读写寄存器,因为在低速下数据不容易出错并且容易测量。

 · Video Mode当然也可以用High-Speed的方式来发送指令,Command Mode操作模式也可以使用High-Speed,只是没有必要这么做。 

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多
    喜欢该文的人也喜欢 更多

    ×
    ×

    ¥.00

    微信或支付宝扫码支付:

    开通即同意《个图VIP服务协议》

    全部>>