《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何使用示波器分析手機(jī)中的MIPI-DSI協(xié)議

2017-03-22
來源:ZLG致遠(yuǎn)電子

  智能手機(jī)內(nèi)部集成了多種設(shè)備,為了形成行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),MIPI聯(lián)盟發(fā)起MIPI(移動(dòng)行業(yè)處理器接口)作為移動(dòng)應(yīng)用處理器制定的開放標(biāo)準(zhǔn)。那么如何解析MIPI中的顯示模組接口協(xié)議MIPI-DSI呢?

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  1、MIPI介紹

  MIPI是2003年由ARM,Nokia,ST,IT等公司成立的一個(gè)聯(lián)盟,旨在把手機(jī)內(nèi)部的接口如存儲(chǔ)接口,顯示接口,射頻/基帶接口等標(biāo)準(zhǔn)化,減少兼容性問題并簡化設(shè)計(jì)。

  MIPI聯(lián)盟有不同的工作組,分別定義一系列的手機(jī)內(nèi)部接口標(biāo)準(zhǔn),如攝像頭接口CSI、顯示接口DSI、射頻接口DigRF等。統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)的好處是手機(jī)廠商可以根據(jù)需要從市面上靈活選擇不同的芯片和模組,方便快捷的進(jìn)行外觀和功能的設(shè)計(jì)。

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  圖1 MIPI聯(lián)盟

  下圖2所示MIPI結(jié)構(gòu)分為物理層、協(xié)議層和應(yīng)用層。目前比較成熟的MIPI應(yīng)用有攝像頭CSI接口、顯示屏DSI接口和基帶和射頻間DigRF接口,而其他例如UFS、LLI等規(guī)范正在逐步制定和完善過程中。

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  圖2 MIPI接口結(jié)構(gòu)

  2、MIPI-DSI

  MIPI-DSI屬于MIPI子協(xié)議,為 Display工作組制定的關(guān)于顯示模組接口的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。MIPI-DSI使用D-PHY作為物理層傳輸。

  D-PHY采用1對(duì)源同步的差分時(shí)鐘和1~4對(duì)差分?jǐn)?shù)據(jù)線來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸采用DDR方式,即在時(shí)鐘的上下邊沿都有數(shù)據(jù)傳輸。

 ?。?)D-PHY傳輸狀態(tài):低功耗LP和高速HS。

  LP(單信號(hào)0V~1.2V):低功耗模式,10Mbps傳輸速度、異步傳輸,主要用于傳輸控制命令。

  HS(差分信號(hào)100mv~300mv):高速模式,80M~1Gbps傳輸速度、同步傳送,用于傳輸高速圖像數(shù)據(jù)。

  HS差分和LP單信號(hào)如圖3所示。

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  圖3 單端信號(hào)和差分信號(hào)

 ?。?)D-PHY三種模式:控制模式(Control Mode)、Escape Mode、和高速模式(HS Mode)

  其中前兩種模式都屬于LP狀態(tài)下的兩種模式,高速模式屬于HS狀態(tài), Escape Mode被定義為LP狀態(tài)下的一種比較特殊的操作模式。

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  圖4 MIPI DSI應(yīng)用

  MIPI-DSI利用單端和差分信號(hào)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,LP模式下進(jìn)行單端數(shù)據(jù)傳輸,HS模式下進(jìn)行差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸,使用可以雙向傳輸?shù)腄ata0+/Data0-數(shù)據(jù)Lane進(jìn)行配置。

  3、MIPI-DSI數(shù)據(jù)傳輸格式

  MIPI-DSI的數(shù)據(jù)傳輸格式以數(shù)據(jù)包為基本單元傳輸,數(shù)據(jù)包的類型分為短數(shù)據(jù)包和長數(shù)據(jù)包。

  (1)、短數(shù)據(jù)包:4 bytes(固定長度)主要用于傳輸命令、讀寫寄存器;

  數(shù)據(jù)包包頭:

  數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符(DI)*1byte:含虛擬數(shù)據(jù)通道【7:6】和數(shù)據(jù)類型【5:0】。

  數(shù)據(jù)包*2 byte:要傳送的數(shù)據(jù),長度固定兩個(gè)字節(jié)。

  誤差校正碼(ECC)*1byte:可以把一個(gè)位的錯(cuò)誤糾正。

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  圖5 短數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)

 ?。?)、長數(shù)據(jù)包:6~65541 bytes(動(dòng)態(tài)長度)主要用于傳輸大量圖像數(shù)據(jù)或者部分控制命令。

  數(shù)據(jù)包報(bào)頭(4 bytes):

  數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符(DI)*1byte:含虛擬數(shù)據(jù)通道【7:6】和數(shù)據(jù)類型【5:0】。

  字節(jié)數(shù)(WC)*2 byte:要傳送的數(shù)據(jù),長度固定兩個(gè)字節(jié)。

  誤差校正碼(ECC)*1byte:可以把一個(gè)位的錯(cuò)誤糾正。

  有效傳送數(shù)據(jù)(6~65541 bytes):最大字節(jié)=2^16。

  數(shù)據(jù)包頁腳(2 byte):校驗(yàn)。

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  圖6 長數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)

  4、實(shí)例應(yīng)用與分析

  (1)現(xiàn)場模擬MIPI-DSI協(xié)議,使用數(shù)據(jù)挖掘型示波器ZDS4054 Plus,其免費(fèi)標(biāo)配MIPI-DSI協(xié)議低速LP模式解碼功能,具體操作如下圖7所示。

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  圖7 解碼步驟

  (2)ZDS4054 Plus標(biāo)配512Mpts的存儲(chǔ)深度,且可對(duì)全內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼,MIPI-DSI協(xié)議解碼界面如圖8所示??赏ㄟ^事件表查看具體的解碼內(nèi)容,也可以將事件表中的內(nèi)容通過導(dǎo)出報(bào)表的格式將其導(dǎo)出。

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  圖8 解碼界面

  (3)對(duì)長時(shí)間監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)異常分析時(shí),可在示波器的縮放模式下使用雙ZOOM多窗口顯示的功能,對(duì)信號(hào)進(jìn)行多窗口異常監(jiān)測和分析,可就某一個(gè)數(shù)據(jù)幀或某一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行分析,通過查看放大數(shù)據(jù)細(xì)節(jié),找出異常,如下圖9所示。

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  圖9細(xì)節(jié)分析


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