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MIPI介绍(CSI DSI接口)

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MIPI(Mobile Industry Processor Interface)2003年由ARM, Nokia, ST ,TI等公司成立的一个联盟,目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化,从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。MIPI联盟下面有不同的WorkGroup,分别定义了一系列的手机内部接口标准,比如摄像头接口CSI、显示接口DSI、射频接口DigRF、麦克风/喇叭接口SLIMbus等。统一接口标准的好处是手机厂商根据需要可以从市面上灵活选择不同的芯片和模组,更改设计和功能时更加快捷方便。下图是按照MIPI的规划下一代智能手机的内部架构.


MIPI是一个比较新的标准,其规范也在不断修改和改进,目前比较成熟的接口应用有DSI(显示接口)CSI(摄像头接口)。CSI/DSI分别是指其承载的是针对CameraDisplay应用,都有复杂的协议结构。以DSI为例,其协议层结构如下 :


CSI/DSI的物理层(Phy Layer)由专门的WorkGroup负责制定,其目前的标准是D-PHY。D-PHY采用1对源同步的差分时钟和14对差分数据线来进行数据传输。数据传输采用DDR方式,即在时钟的上下边沿都有数据传输。


D-PHY的物理层支持HS(High Speed)LP(Low Power)两种工作模式。HS模式下采用低压差分信号,功耗较大,但是可以传输很高的数据速率(数据速率为80M1Gbps); LP模式下采用单端信号,数据速率很低(<10Mbps),但是相应的功耗也很低。两种模式的结合保证了MIPI总线在需要传输大量数据(如图像)时可以高速传输,而在不需要大数据量传输时又能够减少功耗。


CSI接口


CSI-2是一个单或双向差分串行界面,包含时钟和数据信号。CSI-2的层次结构:CSI-2由应用层、协议层、物理层组成。


协议层包含三层:

像素/字节打包/解包层,


.LLP(Low Level Protocol) 层,


.LANE管理层;


物理层规范了传输介质、电气特性、IO电路、和同步机制,物理层遵守MIPI Alliance Standard for D-PHY,D-PHYMIPI各个工作组共用标准;所有的CSI-2接收器和发射器必须支持连续的时钟,可以选择支持不连续时钟;连续时钟模式时,数据包之间时钟线保持HS模式,非连续时钟模式时,数据包之间时钟线保持LP11状态。


该组织结集了业界老牌的软硬件厂商包括最大的手机芯片厂商TI、影音多媒体芯片领导厂商意法、全球手机巨头诺基亚以及处理器内核领导厂商ARM、还有手机操作系统鼻祖Symbian。随着飞思卡尔、英特尔、三星和爱立信等重量级厂商的加入,MIPI也逐渐被国际标准化组织所认可 。

DSI接口


国际移动行业处理器(MIPI)联盟日前正式发布了针对移动电话的显示器串行接口规范(Display Serial Interface Specification,DSI)。DSI基于MIPI的高速、低功率可扩展串行互联的D-PHY物理层规范?;?/span>SLVS的物理层支持高达1Gbps的数据速率,同时产生极小的噪声。


基于核心D-PHY技术,DSI增加了功能以满足移动设备显示子系统的需要,包括低功率模式、双向通信、16、1824位像素的本国语言支持,并具备单一接口驱动4块显示屏的能力,以及对缓冲和非缓冲面板的支持。


MIPI显示器工作组主席Dick Lawrence在一份声明中称,“这一标准给从简单的低端设备、到高复杂性的智能电话、再到更大型手持平台的广泛移动系统带给重大好处。移动产业一直期待着统一到一种开放标准上,而SDI提供了驱动这一转变的强制性技术。

串行接口一般采用差分结构,利用几百mV的差分信号,在收发端之间传送数据。串行比并行相比:更节省PCB板的布线面积,增强空间利用率;差分信号增强了自身的EMI抗干扰能力,同时减少了对其他信号的干扰;低的电压摆幅可以做到更高的速度,更小的功耗.


MIPI还是一个正在发展的规范,其未来的改进方向包括采用更高速的嵌入式时钟的M-PHY作为物理层、CSI/DSI向更高版本发展、完善基带和射频芯片间的DigRF V4接口、定义高速存储接口UFS(主要是JEDEC组织)等。当然,MIPI能否最终成功,还取决于市场的选择。

当前,终端市场要求新设计具有更低功耗、更高数据传输率和更小的PCB占位空间,在这种巨大压力之下,一些智能化且具有更高性能价格比的替代方案开始逐渐为相关设计人员所采用。现在使用的几种基于标准的串行差分接口当中,MIPI接口在功率敏感同时又要求高性能的移动手持式设备领域中的增长极为迅速。而基带和显示器/相机??槎?/span>MIPI显示器串行接口(Display Serial Interface,DSI)和相机串行接口(Camera Serial Interface,CSI-2)协议的广泛采纳,正是这种增长的主要推动力。DSICSI-2是分别针对显示器和相机要求的逻辑层(logical-level)协议,它们通过物理互连对主机与外设之间的数据进行管理、差错和通信。MIPI D-PHY规定了连接处理器和外设的物理层的物理及电气特性,这些MIPI接口为服务移动设备市场而专门设计。

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