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  • mipi详解和显示驱动芯片的总体框架和各个模块的详细介绍
  • mipi协议中文详解

    万次阅读 多人点赞 2019-06-14 11:57:37
    一、MIPI MIPI(移动行业处理器接口)是Mobile Industry Processor ...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 D...

    https://blog.csdn.net/weixin_39558208/article/details/77067735

    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:
    在这里插入图片描述
    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。
    这里写图片描述

    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
    这里写图片描述
    • 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

    这里写图片描述

    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
    这里写图片描述
    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
    这里写图片描述
    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。

    展开全文
  • 详解MIPI协议

    2021-07-29 19:57:25
    目录前言MIPI简介MIPI联盟的MIPI DSI规范MIPI名词解释MIPI DSI分层结构command和video模式D-PHYLane模组Lane 全局架构Lane电压和状态DATA LANE操作模式时钟LANE低功耗状态高速数据传输高速CLK传输D-PHY总结DSICSI ...

    前言

    MIPI接口的内部非常复杂,如果不是专门去做MIPI接口,没有必要像研究H264一样往深入的去研究。

    我们知道MIPI协议连接了camera与soc、LCD和soc,作为此间的开发者,我们只需要关注他怎么使用就可以了

    知识是学不完的,选取我们有需要的即可

    MIPI标准文档大全

    MIPI简介

    MIPI (Mobile Industry Processor Interface) 是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。
    在这里插入图片描述

    MIPI联盟的MIPI DSI规范

    MIPI名词解释

    • DCS(Display Command Set)
      DSC是用于命令模式显示模块的标准化命令集

    • DBI、DPI(Display Bus Interface,Display Pixel Interface)
      DBI:具有显示控制器和帧缓冲区的显示模块并行接口
      DPI:无显示控制器和帧缓冲区的显示模块并行接口

    • DSI、CSI(Display Serial Interface,Camera Serial Interface)
      DSI:定义了一个位于CPU和显示模组之间的高速串行接口
      CSI:定义了一个位于CPU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

    MIPI DSI分层结构

    • 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。

    在这里插入图片描述

    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

    D-PHY

    D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY

    PHY配置包括

    • 一个时钟lane
    • 一个或多个数据线

    两路数据线的PHY配置如下
    在这里插入图片描述
    三个主要的lane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

    Lane模组

    PHY由D-PHY(Lane模块)组成

    D-PHY可能包含

    • 低功耗发送器—Low-Power Transmitter(LP-TX)
    • 低功耗接收器—Low-Power Receiver(LP-RX)
    • 高速发送器—High-Speed Transmitter(HS-TX)
    • 高速接收器—High-Speed Receiver(HS-RX)
    • 低功耗竞争检测器—Low-Power Contention Detector(LP-CD)

    三个主要的lane种类

    • 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

    Lane 全局架构

    在这里插入图片描述

    Lane电压和状态

    两个LP-TX独立、单端的驱动一组Lane的两条线路
    四种可能的低压Lane状态

    • LP-00
    • LP-01
    • LP-10
    • LP-11

    一个HS-TX差分地驱动一组Lane
    两种可能的高速Lane状态

    • HS-0
    • HS-1

    在HS传输的时候,LP接收器在数据线上执行LP-00

    线路电压

    • LP:0~1.2V
    • HS:100~300mV(电泳200mv)

    Lane状态

    • LP-00,LP-01,LP-10,LP-11(单端)
    • HS-0,HS-1(差分)

    在这里插入图片描述

    DATA LANE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
    在这里插入图片描述
    Escape Mode图示
    在这里插入图片描述

    时钟LANE低功耗状态

    一条时钟Lane可以通过LP-11 -> LP-10 -> LP-00进入低功耗模式ULPS(Ultra-Low Power Status)

    退出低功耗模式,通过一个长度为TWAKEUP-的1标记作为停止状态,如下

    • LP-10 ->TWAKEUP->LP-11
    • TWAKEUP的最小值是1ms
      在这里插入图片描述

    高速数据传输

    发送高速串行数据的行为被称作HS传输或burst

    传输开始的流程如下

    • LP-11 -> LP-01 ->LP-00 -> SoT(0001_1101)
    • 数据高速传输(HS Data Transmission Burst)
    • 所有Lane将同步开启,但可能在不同时间结束
    • 时钟Lane将会在高速模式,向从机侧提供DDR时钟

    结束的流程如下

    • 在最后一个有效负载数据之后马上切换成差分状态
    • 并将此状态保持THS-TRAIL时间

    高速CLK传输

    在CKL传输和低功耗模式间切换时钟Lane

    • 时钟通道是主通道通向从通道的单向通道
    • 在HS模式,时钟Lane提供低振幅差分DDR时钟信号
    • 时钟burst总是通过一个HS-0状态开启和结束
    • 时钟burst总是包含偶数个转换

    时序图如下
    在这里插入图片描述

    D-PHY总结

    Lane模组,Lane状态,Lane电压
    Lane模组:LP-TX,LP-RX,HS-TX,HS-RX,LP-CD
    Lane状态:LP-00,LP-01,LP-10,LP-11,HS-0,HS-1
    Line Levels(typical):LP:0-1.2V,HS:100-300mV(Swing:200mV)


    操作模式
    escape模式进入流程:LP-11 -> LP-10 -> LP-00 -> LP-01 -> LP-00 -> Entry Code -> LPD(10MHz)
    escape模式退出流程:LP-10 -> LP-11

    高速模式进入流程:LP-11 -> LP-01 -> LP-00 -> SoT(0001 1101) -> HSD(80Mbps - 1Gbps)
    高速模式退出流程:EoT -> LP-11

    控制模式BTA传输进入流程:LP-11 -> LP-01 ->LP-00 -> LP-10 -> LP-00
    控制模式BTA接收进入流程:LP-00 -> LP-10 -> LP-11


    系统状态模式

    • 低功耗模式(Low-Power Mode)
    • 高速模式(High-Speed Mode)
    • 超低功耗模式(Ultra-Low Power Mode)

    故障检测

    • 连接检测—Contention Detection(LP-CD)
    • 看门狗计时器
    • 序列错误检测(错误报告)

    全局操作定时参数

    • 时钟通道计时,数据通道计时
    • 其他的计时器—初始化、BTA、从ULPS唤醒

    电气特性

    • HS-RX,LP-RX,LP-TX,LP-CD,引脚特训,时钟信号,时钟计时器
    • DC和AC特性

    DSI

    IDisplay Serial Interface
    DSI:定义了一个位于CPU和显示模组之间的高速串行接口

    CSI

    Camera Serial Interface
    CSI:定义了一个位于CPU和摄像模组之间的高速串行接口

    现在事无巨细的完全整理出来对我而言没有什么意义,剩下内容待更

    展开全文
  • Mipi-LP模式下数据通信协议详解MIPI DSI接口通信协议
  • 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....

    本文转载自:http://www.voidcn.com/blog/michaelcao1980/article/p-6254588.html

    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:这里写图片描述

    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。 
    这里写图片描述

    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 
    这里写图片描述
    • 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

    这里写图片描述

    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 
    这里写图片描述
    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 
    这里写图片描述  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。

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  • Mipi_LP模式下数据通信协议详解(10Mbps)
  • MIPI CSI-2协议 FPGA应用详解

    千次阅读 2020-02-29 14:47:52
    本文主要阐述mipi phy layer 到csi2 lane managenment layer 到low level protocol layer的数据接收过程,更高层的byte to pixel以及医用层可按照csi2协议解包. 本文主要参考文献: 1.mipi D PHY specification ...

    一,前言

      本文主要阐述mipi phy layer 到csi2 lane managenment layer 到low level protocol layer的数据接收过程,更高层的byte to pixel以及医用层可按照csi2协议解包.

    本文主要参考文献:

    1.mipi D PHY specification version 1.2

    2.mipi CSI-2 specification version 2.1

    二,正文

    1.mipi csi-2结构简介

    mipi csi-2的结构类似于以太网的分层结构,如下图所示:

    phy layer为物理层,通过控制时钟以及数据通道信号的电平值,实现低速模式(low power,或者说低功耗模式)与高速模式(high speed)的切换.

    lane management layer 负责检测各通道(lane)低速模式到高速模式的跳变,并检测高速数据的同步头(HS ...00011101...序列),进一步将各通道的同步头对齐到字节,最终各通道的同步头实现对齐.

    low level protocol layer,按照csi2协议,解析出帧起始(Frame Start,FS)短包,视频数据长包,以及帧结束(Frame End,FE)短包.输出图像数据,帧有效,数据有效.

    byte to pixel unpack format层负责将基于字节的数据,按照协议,还原成各颜色空间/格式的像素数据,比如rgb565,raw10等格式.

    2.csi-2采集整体结构

    整体结构图如下:

    首先运行摄像头配置模块,通过iic总线配置摄像头,是摄像头输出指定格式的视频流.

    sensor输出视频流后,phy层接收模块会接收到4通道(或者2通道,可配置)串行双沿差分数据以及一个通道的差分时钟信号.phy层接收模块会调用fpga厂家提供的源语,对输入信号做串并转换以及差分到单端的转换.输出每个通道的两根差分线可输出l0,l1两bit低速信号(4通道就是l0[3:0]以及l1[3:0]),或者输出四路高速视频数据,rx_byte_clk的时钟频率是rx_clk_p/n的四分之一,内部源语的解串比是4:1,再双沿转单沿后,四个通道的数据共32bit数据输出给字节对齐模块.(四个字节之间还没对齐)

    字节对齐模块检测各个通道低速模式到高速模式的跳变,并检测高速数据的同步头,先将各个通道的同步头对齐到字节,再将各个通道的同步头也对齐.

    解包模块解析出帧起始短包,数据长包,以及帧结束短包.输出图像,后续按照协议将包数据恢复成各种格式的像素.

    3.phy层设计

    phy层接收模块示意图如下:

    GTP_IOBUF_RX_MIPI源语完成差分转单端,逻辑电平转换(不完成双沿转单沿,iserdes以4:1的时钟比,将串行双沿数据转换成8bit单沿并行数据).高低电平转换指示为高时,该源语工作于高速模式,电压摆幅200mv,有利于高速传输数据.指示为低时,源语工作于低速模式,此时源语输出两根低速单端信号.

    根据csi-2协议,低速信号LP11->LP01->LP00序列标志着主设备(摄像头)从低速模式进入高速模式.从设备(fpga)可设置一个状态机,先让源语工作在低速模式,实时监测LP11->LP01->LP00序列.监测到该序列后,向GTP_IOBUF_RX_MIPI源语发出转换到高速模式的指示.进入高速模式后,监测各个通道的rx_data_hs是否出现同步头(...00011101...),低位先传,即监测0xB8序列.

    4.字节对齐模块设计

    序列00011101有可能分布在两拍rx_data_hs[7:0]上,因此需将各个通道的同步头做相应的移位,使得B8位于一个字节之内,然后再对齐各个通道的B8,使得各通道的B8位于同一拍时钟之内.简单代码如下:

    assign data_2byte = {rx_data_hs,rx_data_hs_d1};

    for(i=0;i<8;i=i+1)

    {

    always@(*)

    begin

    if(c_state==LP00)

        begin

            if(data_2byte[(i+8):i]==8'hb8  && data_2byte[i:0]==8'b0)

                lane0[i]=1'b1

            else

                lane0[i]=1'b0;

        end

    end

    }

    always@(posedge rx_byte_clk)

    begin

    if(lane0 != 8'b0 && sot_flag0==1'b0)

    begin

        case(lane0)

            8'd1:reg <= 3'd0;

            8'd2:reg <= 3'd1;

            8'd4:reg <= 3'd2;

    ...

            8'd128 <= reg <= 3'd7;

        endcase

    end

    end

    always@(posedge rx_byte_clk)

    begin

        if(c_state==IDLE)

            sot_flag0 <=0;

        else if(lane0 != 0)

            sot_flag0<= 1;

    end

    always@(*)

    begin

        case(reg)

            3'd0:lane_byte = date_2byte_d1[8:1];

            3'd1:lane_byte = date_2byte_d1[9:2];

    ...

            3'd7:ane_byte = date_2byte_d1[15:8];

        endcase

    end

    lane_byte就是某一通道对齐到字节的同步头.

    一般各通道对齐后的同步头,会位于同一时钟周期内.四个通道的b8下一拍就是数据包的内容,可以按照csi2协议解包

    5.解包模块

    mipi的数据包分为长包和短包两大类.长包用于传输视频数据,一个长包传输一行视频数据.短包用于传输帧头帧尾,行头行尾(可选)

    长包格式如下图:

    上图中SOT即前文所述的B8同步头.SOT后的首字节为包类型信息

    CS后,LP信息由LP00跳转到LP11,表明lane由高速转入低速模式.

    解包模块的接口信号如下:

    input rx_byte_clk,

    input rst_n,

    input dpckt_en,

    input [31:0] shift_data,

    output [31:0] csi_data,

    output csi_fv,

    output csi_data_vld

    解包模块的整体思路是,在字节对齐模块对齐B8后,拉高depkt_en,以状态机检测帧起始短包,检测到短包以后拉高帧有效信号csi_fv,检测到长包以后拉高csi_data_vld.输出数据csi_data,则是将shift_data延迟若干拍.该输出数据信号尚未对齐到像素.

    将对齐到字节的数据转换成各种格式的视频像素(raw10,rgb565,yuv422等),可按照协议进一步解析.难度不大.

     

     

     

     

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