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MIPI video mode 和 command mode 的区别

 写意人生 2014-09-03
何为LCD RAM?
LCD 是指字面意思是液晶显示屏(Liquid Crystal Display), 而RAM: 随机存取存储器(Random-Access Memory),两者完全是风马牛不相及的东西。
下图是一个标准的LCD的爆炸图(不含TP),请注意图中红色mark的地方:控制IC-- LCD的大脑。所谓的LCD RAM自然是指此大脑是否包含RAM.


LCD是否需要RAM?
手机的器件很多,但主体无非是屏幕,主板,电池,外壳,最为核心的自然是主板和屏幕,屏幕与主板处理器之间的必然会有接口才能交换数据,我们称之为interface(数据接口)。
时间回到07年Iphone一代发布以前,主流手机尺寸还是2.2,分辨率大致QVGA,普通非智能手机平台如MTK/英飞凌/高通等都只有CPU接口(也写成MPU/MCU),若要采用RGB接口的大屏,则要添加一个CPU接口到LCD RGB接口的转换芯片。除此以外还有SPI,VSYNC,MDDI,MIPI等;

我重点说下,MCU(CPU),RGB interface。因为这个才是关系RAM的存在与否的关键。
CPU和RGB是两种不同的接口,简单的来讲:
CPU模式下,LCD controller是直接内置于LCD屏中的,这是所谓的Smart Display Panel,驱动程序只通过MPU数据总线将Data送到LCD的RAM中,至于显示到LCD中就直接交给内置的controller吧.
RGB模式下,就必须使用外部的controller,一般是指(手机或其他外部处理器)CPU自带,此时的LCD就是所谓的Dumb Display Panel(Dummy屏),数据必须通过点,行,帧时钟等由CPU自带controller去控制驱动数据显示到LCD上.
下面我简单用示意图来描述下这两者的差异.

速度上的较量:
这是两种不同的数据传输方式,一般来讲RGB接口传输数据要比CPU接口来的更快.因为对于LCD Driver IC而言,通过CPU interface,数据必须要先送至Driver IC内置的RAM,然后再由Driver IC内置的controller显示在LCD上.而相比之下RGB方式是通过接口直接往LCD上送data显示.说到底此两方案都需要一个RAM去暂存待发Data,只不过CPU是将GRAM做在Driver IC中,而RGB则需要接口转换IC(一般芯片中会集成此功能,内置GRAM.)但是不得不将这里所指的时间快慢只是以毫秒去计算的,人的感知根本无法对此作出判断.
优劣势的较量:
一般来说RGB更适用用以前所谓的大屏,QVGA/VGA,小屏(小于1.8寸)一般使用CPU interface.这个跟功耗基本上没有关系如果一定要扯到功耗比较,那么只能说同等驱动电压以及驱动尺寸下理论上CPU方式耗电更大,因为外置RAM的缘故.而CPU模式控制简单,无需时钟和同步信号,相比之下的RGB模式客制化程度更高.但是对开发端而言稍显复杂,并不是简单的下command的方式就能实现显示功能.
MIPI好比大户人家,MIPI就是一家之主的地主黄世仁.下面有无数小妾,DSI,DSC恰是其中两个.这两个各有所长,你可以认为,他们一个长的漂亮迷死了黄老爷,一个功夫厉害,爽死了黄老爷.总之结果就是和黄老爷搞上了.


DSI(Video Mode)视频模式.
这种工作模式与传统RGB接口相似,主机需要持续刷新显示器。由于不使用专用的数据信号传输同步信息,控制信号和RGB数据是以报文的形式通过MIPI总线传输的。因为主机需要定期刷新显示器,显示器就不需要帧缓冲器。这才MX LCD不需要RAM的关键原因。
DCS(Command mode)命令模式
MIPI总线控制器使用显示命令报文来向显示器发送像素数据流。显示器应该有一个全帧长的帧缓冲器来存储所有的像素数据。一旦数据被放在显示器的帧缓冲器中,定时控制器就从帧缓冲器中取出数据,并自动把它们显示在屏幕上。MIPI总线控制器不需要定期刷新显示器。
两种模式的优缺点
        在成本和功耗方面,每个工作模式都有优点和缺点。视频模式显示架构无须帧缓冲器。然而,主机定期以高速模式发送DSI视频报文却消耗了大量的平均能量。
        在理想情况,当显示内容不改变时(或不经常改变时),显示系统的中央处理器就应该切换到低功耗模式,而处理器和显示器之间的链路会在需要的时候激活。由于主机定期刷新的需要,部分中央处理器和存储器接口也需要保持激活状态,这可以使系统不会达到最好的功率预算。
        另一方面,命令模式显示架构允许显示器直接对整个帧缓冲器进行自刷新。然而,在显示器中集成全帧长帧缓冲器总是需要成本的,特别是今天的大多数用户所需求的高分辨率显示器。这就要求接口芯片有更大的管芯尺寸。显示器制造商也不得不为每种显示分辨率提供具有特定容量帧缓冲器的显示控制器。
        对于视频模式和命令模式显示架构,通常都需要对显示控制器的寄存器编程来设置相应的显示分辨率、外观比率和工作模式。MIPI并不定义任何标准协议来访问这些内部寄存器,因此,不同的显示器制造商可以定制自己专用的命令集。
       为了摆脱不同制造商专用显示命令之间的冲突,有些制造商更愿意让显示器能够自己进行初始化,以使显示器不需要MIPI主机控制器的配置就可以正常工作。在这种情况下,显示器通常有一个存储显示参数的PROM存储器。这是非常方便的,但PROM也占据了比较大的存储器空间。

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