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MIPI协议学习总结(一)

2019-06-14  dwlinux_gs

一、MIPI 简介:

  MIPI(移动行业处理器接口)是Mobile Industry Processor Interface的缩写。MIPI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 DSI规范:

1、名词解释

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

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

· 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 Layer层: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实时象素流,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 

2、两个Lane的 PHY配置如下图 :

 

3、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)

 

4、三个主要的lane的类型 :
· 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 

 

5、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

6、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) 

7、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) 
· Turn around 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 

· 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、数据帧类型

 

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,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。

 

本文参考博客: http://blog.csdn.net/qq160816/article/details/19555957

 

 

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