tx通道基带输入信号异常 MIPI自学笔记

前言

我经常听到MIPI界面并在实际的相机项目中使用它,但是每次访问Internet搜索关于MIPI的信息时,我总是感到非常困惑。我在互联网上阅读了很多信息亚冠买球 ,但我并不经常知道。这个界面的功能是什么,所以我整理并删除了所看到的信息,抓住了主线,最后感觉到我有所了解。考虑到我最近正忙于工作,并且本专栏已被删除,因此我在自己做的笔记中添加了一些自己的句子,并将其写到文章中。

为了确保主线的清晰度,本文仅介绍CSI和D-PHY主线。如果您想了解更多信息,可以使用本文结尾处的扩展阅读链接作为查找所需信息的切入点。

一、名词解释

MIPI(移动行业处理器接口)是移动行业处理器接口的缩写。 MIPI是由MIPI联盟发起的针对移动应用处理器的开放标准。

目的是标准化手机的内部接口,例如摄像头,显示接口,RF /基带接口等,以降低手机设计的复杂度并提高设计灵活性。

二、技术标准

MIPI不是单个接口或协议,而是包括一组协议和标准,以满足各种子系统的独特要求。 MIPI标准非常复杂,包含许多应用领域。下图是其当前的总体系统框图。

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当前的MIPI标准主要包括以下六个领域:

物理层

多媒体

芯片间或处理器间通信(IPC)

控件/数据

调试/跟踪和软件

我们主要关注和研究多媒体类别下的标准。其技术标准包括以下内容。

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它主要分为三层:应用层,协议层和物理层。它适用于摄像头tx通道基带输入信号异常,显示器和其他设备的接口。其中,摄像机接口CSI(摄像机串行接口)和显示接口DSI(显示串行接口)是我们关注和研究的重点。 CSI和DSI的结构非常相似,以相机接口CSI作为学习的主要内容,因此逻辑清晰。

三、技术细节

3. 1 CSI概述

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CSI协议分为三层:

1.应用层(ApplicationLayer),主要描述上层数据流中的数据编码和分析。 CSI-2规范指定了像素值到字节的映射(像素值到字节的映射)。

2.协议层(协议层),包含几个不同的子层,每个子层都有自己的明确职责。主要包括像素/字节打包/拆包层(Pixel / Byte Packing / UnpackingLayer),底层协议层(LLP),通道管理(LaneManagement)层。

3.物理层(PHYLayer)定义了传输介质(电导体),输入/输出电路信号的电特性(电参数)和时钟机制(定时)。即,如何从串行比特流(比特流)获得“ 0”和“ 1”信号。规范的这一部分记录了传输介质的特性,并根据时钟和数据通道之间的关系来指定电参数,以发出信号并生成时钟。

CSI分为CSI2和CSI3。它们的组成如下:

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我们只会看一下相对较常见的CSI2。 CSI2具有两个物理标准,即C-PHY和D-PHY。在DSI中,物理层中也使用了D-PHY,因此在下一个研究中我们将仅研究D-PHY。

3. 2物理层协议的D-PHY

本节主要参考MIPI®联盟D-PHY规范,版本1. 1

3. 2. 1车道模块

在介绍D_PHY之前,让我清楚地解释一下Lane的概念。

Lane的原始含义是“通道”,我们可以将其理解为两个不同芯片之间信息传输的通道。这是MIPI中的基本信息传输单元。连接两个MIPI的芯片通过中间的差分信号对连接,收发器端有一个Lane模块,以完成数据的发送和接收。 Lane模块与中间连接一起形成完整的数据传输通道。在复杂的通信协议的物理层中,我们虽然理解了简单的协议,但不能仅看到两个发送方和接收方之间的连接,而是应该更加注意发送和接收中负责发送和接收的模块。接收芯片。这是整个协议。物理层的核心。下图是完整的双向数据传输通道模块的示意图(在MIPI中称为通用通道):

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Universal Lane具有一对高速收发器(HS-TX,HS-RS),一对低功率(低功率)收发器(LP-RX,LP-TX)和一个低功率竞争检测器(LP -CD)和Lane的控制逻辑。其他类型的车道就是基于这种简化。例如,单向数据传输通道仅具有接收器或发送器。例如,时钟通道仅具有接收器或发送器。是的,时钟也是一种通道。

3. 2. 2个D_PYH参数

D-PHY支持三种不同类型的数据通道:单向时钟通道,单向数据通道和两向数据通道。

D-PHY使用1对源同步差分时钟和1至4对差分数据线进行数据传输。数据传输采用DDR方式,即时钟的上下沿都有数据传输。

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由于Lane具有高速和低功耗收发器,因此D-PHY的物理层支持HS(高速)和LP(低功率)操作模式。在HS模式下,使用低压差分信号,该信号消耗大量功率tx通道基带输入信号异常,但可以传输非常高的数据速率(数据速率为80M〜1Gbps),并且支持100mV至300mV的电压范围;在LP模式下,使用单端信号,并且数据速率非常低。 (

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为简单概括,D-PHY的物理层参数显示在下表的中间列中:

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3. 2. 3 D-PHY操作模式

这部分有点复杂,硬件狗基本上可以跳过它

数据通道的三种操作模式在高速传输期间称为突发模式,在低功耗模式下称为控制模式和转义模式。在正常操作中欧冠投注 ,数据通道处于高速模式或控制模式。

接下来,我们将分别解释这三种模式:

1.连拍模式(连拍模式)

高速模式中最重要的模式,用于传输图像。在高速模式下,通道状态为差分0或1,即,当对中的P高于N时,将其定义为1;而当P低于N时,则将其定义为0。时间,典型的线电压是200MV差分。下面显示了突发模式下的传输时序。

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2.控制模式(控制模式)

在控制模式下,典型的高电平幅度为1. 2V。此时,P和N上的信号不是差分信号,而是彼此独立的。当P为1. 2V时,N也为1. 2V,则MIPI协议将状态定义为LP11。类似地,当P为1. 2V且N为0V时,状态定义为LP10,依此类推。在控制模式下,它可以由LP11,LP10,LP01和LP00组成。不同的状态。

MIPI协议规定,由控制模式的4种不同状态组成的不同定时表示进入或退出高速模式等;例如,在LP11-LP01-LP00序列之后,进入高速模式。

3.退出模式(退出模式)

转义模式是处于LP状态的Data Lane的特殊操作。在此模式下,您可以输入一些附加功能:LPDT,ULPS(超低功耗状态),触发器。进入退出模式后,发送方必须发送8位命令以响应请求的操作。

下表列出了Lane的各种模式:

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Lane的状态转换关系如下:

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3. 2. 4 MIPI电路设计

a。信号规格

MIPI的布线由多对差分对组成,这些差分对需要100欧姆的差分阻抗和50欧姆的单端阻抗。在共模模式下(即,前述的LP11,LP0 0)每个都需要25欧姆(实际上是无法理解的)。

在高速传输过程中,直流和交流的规格如下:

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在低功耗模式下

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b。 D-PHY布局

1.等长

MIPI是高速差分信号接口。为了确保信号的同步性和一致性,有必要确保MIPI DP / DN保持相同的长度,无论是成对的信号对还是单个信号集,在DP / DN之间,长度规则通常需要遵循以下条件:

摄像机对在单个组之间配对1亿:2500万

LCDpair将两个组之间的2亿至6000万配对

说明:

我实际上没有看到相同长度的物理层规范的具体要求,这里只是对Internet上信息的引用

2.等距

在MIPI布线中,通常必须在布线过程中保持DP / DN等距,以确保一定程度的耦合博亚体育 ,但是在需要澄清时,等长优先级高于等距离。并且在布线时,线对之间的距离应保持2W。

3.参考层

MIPI迹线应保持连续的参考层,最好是接地层。如果不能满足此条件,则必须保证参考层的宽度达到4W。为了防止ESD和干扰,MIPI迹线应该是最容易穿行的内层。

4.打孔和更改图层

MIPI打孔尽可能少,并且在需要注意时,在打孔和更改层时,必须同时打孔和更改DP / DN,同时还要打更多的接地孔确保信号返回;

5.远离干扰

远离诸如RF和开关电源之类的干扰源

6.传输线阻抗要求

MIPI有阻抗要求,通常需要达到100ohm的差分阻抗;

3. 3 CSI-2协议层

CSI-2协议层允许多个数据流(CSI-2 TX)共享主机处理器端CSI-2接收信号接口(CSI-2 RX)。协议层可以描述标记和组合了多少个数据流,并指定标记和交织了多个数据流,以便可以在SOC处理器CSI-2接收器中正确地重建每个数据流,以便恢复每个数据流。正确。

1.像素/字节打包/拆包层)

CSI-2支持各种像素格式的图像应用程序,包括每像素6位到24位的数据格式。在发送端,在将数据从该层发送到LLP层(低级协议)之前,该层将来自应用程序层的数据按像素打包为字节数据;在接收端,执行相反的过程以从LLP层发送数据。将数据解压缩五大联赛下注 ,从字节转换为像素,然后发送到应用程序层。传输该层时,每个像素8位的数据将保持不变。

2. LLP(低级协议)层

LLP层包括用于在串行数据的传输开始(SoT)和传输结束(EoT)之间传输事件,以及将数据传输到下一层以建立位级和字节级同步的方法。 LLP的最小数据粒度为一个字节。 LLP层还包括对每个字节中每个位的值分布的解释,即“ endian”分布。

3. LaneManagement层

为了不断提高性能,CSI-2是可扩展的通道。数据通道的数量可以为1、2、3、4,这取决于应用程序中的带宽要求。接口发送器将输出数据流分配(一个“分配器”功能)到一个或多个通道。在接收端,接口从通道收集字节并将其合并(“合并”功能)到重新组合的数据流中,以恢复原始数据流序列。

数据在协议层以数据包的形式存在。在接口发送器处,添加了标头和可选的错误检查信息,并且数据以数据包的形式通过LLP层进行传输。在接收端,LLP层剥离数据包头,接收器根据相应的逻辑分析数据包以获得有效数据。错误检查信息可用于检查接收到的数据的完整性。

四、技术扩展

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4. 1 DSI简介

4. 1. 1词汇解释

DCS(DisplayCommandSet):DCS是在命令模式下用于显示模块的标准化命令集。

•DSI,CSI(DisplaySerialInterface,CameraSerialInterface)

•DSI定义了处理器和显示模块之间的高速串行接口。

•CSI定义了处理器和摄像头模块之间的高速串行接口。

•D-PHY:提供DSI和CSI的物理层定义

4. 1. 2 DSI分层结构

DSI分为四层,分别对应于D-PHY,DSI,DCS规范,其层次结构图如下:

•PHY定义了传输介质,输入/输出电路以及时钟和信号机制。

•车道管理层:向每个车道发送和收集数据流。

•底层协议层:定义了如何进行框架和解析以及错误检测。

•应用层:描述高级编码和解析数据流。

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4. 1. 3命令和视频模式

•DSI兼容外围设备支持命令或视频操作模式,使用哪种模式取决于外围设备的体系结构

•命令模式是指使用显示缓冲区将命令和数据发送到控制器。主机通过命令间接控制外围设备。命令模式使用双向界面

•视频模式是指从主机传输到外围设备时的实像素流。此模式只能高速传输。为了降低复杂性并节省成本,仅使用视频模式的系统可能只有一个单向数据路径

五、参考来源

MIPI官方网站

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