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MIPI資料

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MIPI的簡(jiǎn)單介紹

MIPI是Mobile Industry Processor Interface的縮寫(xiě)，按照標(biāo)準(zhǔn)描述，MIPI是MIPI聯(lián)盟發(fā)起給移動(dòng)應(yīng)用處理器制定的一個(gè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)。既然主要是面向移動(dòng)應(yīng)用處理器，那我們能看到的MIPI應(yīng)用場(chǎng)合肯定多少都是移動(dòng)應(yīng)用處理器的應(yīng)用場(chǎng)合，比如我們手機(jī)顯示的傳輸就走M(jìn)IPI協(xié)議，攝像頭數(shù)據(jù)傳輸就走M(jìn)IPI。

為什么要用MIPI？我前面的一篇文章“硬件電路設(shè)計(jì)-LCD篇”介紹了LCD顯示屏的設(shè)計(jì)，里面講了顯示數(shù)據(jù)傳輸走RGB并行數(shù)據(jù)傳輸，至少用到31根信號(hào)線(xiàn)才能傳輸，31根數(shù)據(jù)線(xiàn)，想想在手機(jī)那么小的空間中肯定是沒(méi)機(jī)會(huì)放下，加上現(xiàn)在手機(jī)分辨率那么高，用單端方式來(lái)傳輸信號(hào)，走線(xiàn)長(zhǎng)的話(huà)，信號(hào)質(zhì)量也是 個(gè)問(wèn)題，所以最佳的方法是使用差分信號(hào)傳輸。但是對(duì)于常規(guī)顯示屏，如果分辨率高，如1920x1080 60幀，常規(guī)使用LVDS方式傳輸都是2 Port LVDS，這樣信號(hào)線(xiàn)就有20根，還是很多，顯然使用常規(guī)顯示LVDS方式也不適合，所以就針對(duì)性的把MIPI就提出來(lái)了，我們來(lái)看MIPI的各版本速率如下，下面的per lane表示一對(duì)差分信號(hào)。

可以看到，如果使用MIPI傳輸，對(duì)于剛才說(shuō)的1920x1080走60幀，計(jì)算下來(lái)使用 V1.0 走4 Lane基本就可以進(jìn)行完整傳輸，但對(duì)于使用常規(guī)2 Port LVDS的傳輸方式直接少了一半的信號(hào)線(xiàn)，所以對(duì)于移動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)是非常友好的，如果CPU支持更高版本的MIPI協(xié)議，那還可以使用更少的Lane。

MIPI信號(hào)構(gòu)成和電路設(shè)計(jì)

MIPI的信號(hào)線(xiàn)構(gòu)成比較簡(jiǎn)單，主要由時(shí)鐘+數(shù)據(jù)線(xiàn)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)原理框架如下。時(shí)鐘用于同步數(shù)據(jù)在接收端被接收，數(shù)據(jù)線(xiàn)就是剛才說(shuō)的多Lane組成，無(wú)論在顯示還是攝像頭中，多數(shù)都是時(shí)鐘+2 Lane、時(shí)鐘+4 Lane這樣的組合方式。

圖1. MIPI實(shí)現(xiàn)原理框架

MIPI的信號(hào)線(xiàn)有HS模式和LP模式，HS模式時(shí)信號(hào)為差分信號(hào)，用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，LP模式時(shí)主要用來(lái)傳命令或者狀態(tài)表示，為單端信號(hào)，比較直觀的信號(hào)表示如下。

圖2. MIPI的信號(hào)電平

但不管分HS還是LP，集成芯片一般都把相關(guān)處理電路集成在芯片中，對(duì)外僅引出一對(duì)差分信號(hào)Dp和Dn，如下。

圖3. MIPI HS和LP實(shí)現(xiàn)原理

因?yàn)樾酒呀?jīng)把相關(guān)復(fù)雜處理電路集成起來(lái)，所以對(duì)于MIPI的電路設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)中只需把主從端的信號(hào)一一連接起來(lái)即可，即時(shí)鐘接時(shí)鐘，Lane 0接Lane 0，以此類(lèi)推，注意極性Dp對(duì)Dp，Dn對(duì)Dn。這里以上篇文章的STM32F7X為例，STM32F7X集成了MIPI DSI，最大支持30幀的720p分辨率顯示輸出，使用2 Lane數(shù)據(jù)線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，摘取ST官方評(píng)估板的設(shè)計(jì)如下。

圖4. STM32F7中的 MIPI電路設(shè)計(jì)

可以看到，電路設(shè)計(jì)時(shí)就是剛才說(shuō)到一一把信號(hào)連接起來(lái)即可，Layout時(shí)注意差分阻抗管控100Ω±10%，差分對(duì)長(zhǎng)度差約束最大值5mil，差分對(duì)之間約束最大長(zhǎng)度差50mil。

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