此文根据网上的资料翻译和整理而来

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