液晶OLED接口MIPI之DSI协议学习

文章目录

一、概念介绍
- MIPI----MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准
- MIPI-DSI---Display Serial Interface 2定义了处理器和显示模组之间的高速串行接口
- DCS---Display Command Set 显示命令集合（MIPI-DSI的command模式使用通用标准命令）
- DSC---Display Stream Compression Vesa定义的视觉无损压缩标准
- DSI物理传输层Dphy和Cphy选择---Dphy应用更广，Cphy速率更高但更复杂
- DSI基本传输方式command和video模式选择---command功耗更低更常用
- HS高速传输模式与 LP低速传输模式介绍---高速模式频率高功耗高
二、MIPI-DSI2 协议分析
- DSI协议四层划分---应用层、协议层、lane管理层、物理传输层
- 协议层介绍---长包短包格式介绍与包DataType介绍
- Lane管理层介绍---lane分发组合与 lane的传输速率计算
三、DCS显示命令集合分析
- 整体DCS命令集合介绍
- 关键DCS命令分析（待整理）
参考资料

一、概念介绍

MIPI----MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准

MIPI：是Mobile Industry Processor Interface（移动行业处理器接口）缩写，是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。
官网https://www.mipi.org/；主要涉及领域：物理层如 C-Phy/D-phy，应用层如摄像头接口CSI、显示接口DSI等；

MIPI-DSI—Display Serial Interface 2定义了处理器和显示模组之间的高速串行接口

DSI-Display Serial Interface 2是MIPI联盟关于处理器和显示模组之间的高速串行接口定义。（相对应还有 CSI 处理器和摄像模组之间的高速串行接口）。兼容DPI(显示像素接口，Display Pixel Interface)、DBI(显示总线接口，Display Bus Interface)和DCS(显示命令集，Display Command Set)，以串行的方式发送像素信息或指令给外设，而且从外设中读取状态信息或像素信息，而且在传输的过程中享有自己独立的通信协议，包括数据包格式和纠错检错机制

DCS—Display Command Set 显示命令集合（MIPI-DSI的command模式使用通用标准命令）

DCS-Display Command Set是给DSI的command模式下使用的一套标准命令集合，用一个字节描述命令类型比如待机或者设置亮度，可能有追加参数如亮度值。DCS常在MIPI传输过程通过短包发送，data type为0x5(无参数)或者0x15（有一个参数），比如上电过程用到的sleepout-0x11、displayon-0x29。显示设备（如LCD）厂商可以选择性地部分（或全部）实现DCS文档中规定的命令。

DSC—Display Stream Compression Vesa定义的视觉无损压缩标准

DSC主要目的是通过保持高分辨率和帧率的情况下压缩减少传输带宽，在HDMI、MIIPI、DisplayPort等接口上广泛使用。

DSI物理传输层Dphy和Cphy选择—Dphy应用更广，Cphy速率更高但更复杂

Dphy和Cphy属于底层链路实习，DSI视频底层都可以选择。一般情况Dphy是4对lane加一对时钟CLK，Cphy是3对lane；Cphy没有同步时钟，时钟是嵌入到数据中的，有更高的传输速率，相应的物理结构必dphy会更复杂；

DSI基本传输方式command和video模式选择—command功耗更低更常用

DSI兼容的外设支持Command或Video操作模式。
Video模式是指从主机传输到外设采用时实象素，这种模式只能以高速传输，可以简单理解为主机无论内容是否变化都一直在周期性发送帧数据，类似传统LCD屏幕。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。
Comand模式下，所有命令和帧数据都被视为一个一个命令包，有需要才发送，此时显示屏内部是包含一帧缓存的，主机当内容有变化才从高速发送帧数据包（通常是压缩的），普通命令可以走低速通道发送短包。如果主机没有发送，屏端则一直显示自己缓存帧，command模式下，可以做到更多低功耗功能。

HS高速传输模式与 LP低速传输模式介绍—高速模式频率高功耗高

D-PHY协议物理层中，主机端和从属端之间采用的是同步连接，时钟通道用于传送高速时钟，一个或多个数据通道用于传送低功耗数据信号或高速数据信号。每一个通道都是利用两根互连线实现主机端和从属端的连接，并且支持高速HS模式和低速LP模式。
在高速模式下，发送端同时驱动该通道仅有的两根互连线，输出低摆幅差分信号，例如200mV，每个lane可以到1Ghz/S；低速模式下，发送端分别驱动互连线，各自输出单端信号，但摆幅相对较大，例如1.2V，速率一般在10M或者20M以内。
一般情况下，显示帧内容或者某些特定长包走高速，普通短包走低速。（注意不是限制点，也可以低速传显示内容，但是这样发送时间过长不能保证显示效果。也可以短包走高速，但这样功耗就相对更高）

高速和低速切换流程举例如下，LPS低速模式下发送一个Sot序列（通知即将进入高速模式），然后就在高速下发送两个短包SP，然后发送Eot（通知要退出高速模式）。Sot和Eot是成对出现，中间可以连续发多个包。

二、MIPI-DSI2 协议分析

DSI协议四层划分—应用层、协议层、lane管理层、物理传输层

DSI主要分4个层次：1）应用层负责对显示流格式进行编码；2）Lowlevel协议层进行数据打包和ECC校验计算；3）lane management：根据设备的lane（差分对）数量，对数据进行分发；4）物理Phy传输层：通过Cphy或者Dphy进行传输；

协议层介绍—长包短包格式介绍与包DataType介绍

信息传送采用数据包格式，发送数据的时候，将数据按照信息类型及内容进行压包，完成ECC码的生成和 CRC码的添加。 接收数据的时候，依据ECC码和CRC码就整个数据包进行检错纠错，完成对包头和数据内容的译码并合理输送到应用层中。
DSI定义分短数据包(short packet)和长数据包(long packet)。长数据包主要用用于传输大量图象数据或部分控制命令。长数据包长度为6 ~ 65541字节，包括4byte数据包头、0~65535byte有效数据、2byte数据包尾。短数据包长度为4byte，只有数据包头。
如Dphy长包和短包传输格式如下：

上图中的DataId中会放DataType，标识长短包的传输类型。其中最常用的如下几个：
0x5 无参数短包（一般sleepout11、displayon29都是用0x5短包）；0x15 带一个参数短包；0x39长包 （其中传输数据帧按行传，一般第一行是2C加数据，后续行是3C加数据）：

Lane管理层介绍—lane分发组合与 lane的传输速率计算

主机的lane manage层负责把协议层的数据分发到每个lane通道上，发送时的通道分配关系如下图所示。需要指出的是，每个通道不一定是同时传输完成的。相反的，从机的通道管理层负责把物理层送上来的数据组合好。下图为Dphy的lane距离

每条lane收到数据后传输类似如下：

三、DCS显示命令集合分析

DCS是给DSI的command模式下使用的一套标准命令集合，用一个字节描述命令类型比如待机或者设置亮度，可能有追加参数如亮度值。

整体DCS命令集合介绍

关键DCS命令分析（待整理）

参考资料

官网：https://www.mipi.org/specifications/dsi-2
mipi_DSI-2_specificationv2-0在线查看：https://www.doc88.com/p-06616178888550.html
MIPI_DCS_Specificationv1.01.00在线查看：http://files.chinaaet.com/files/blog/2019/20171113/1000019445-6364619057348172968045385.pdf
Dphy和Cphy差异：https://blog.csdn.net/yangchao315/article/details/123532960