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如何使用示波器分析手機中的MIPI-DSI協(xié)議?

發(fā)布時間:2017-03-24 責(zé)任編輯:susan

【導(dǎo)讀】智能手機內(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(移動行業(yè)處理器接口)作為移動應(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?


 
1、MIPI介紹
 
MIPI是2003年由ARM,Nokia,ST,IT等公司成立的一個聯(lián)盟,旨在把手機內(nèi)部的接口如存儲接口,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。
 
MIPI聯(lián)盟有不同的工作組,分別定義一系列的手機內(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,方便快捷的進行外觀和功能的設(shè)計。
 
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。
 
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對源同步的差分時鐘和1~4對差分?jǐn)?shù)據(jù)線來進行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸采用DDR方式,即在時鐘的上下邊沿都有數(shù)據(jù)傳輸。
 
(1)D-PHY傳輸狀態(tài):低功耗LP和高速HS。
LP(單信號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單信號如圖3所示。
 
圖3.單端信號和差分信號
 
(2)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。
 
圖4.MIPI DSI應(yīng)用
 
MIPI-DSI利用單端和差分信號線進行數(shù)據(jù)傳輸,LP模式下進行單端數(shù)據(jù)傳輸,HS模式下進行差分?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),長度固定兩個字節(jié)。
誤差校正碼(ECC)*1byte:可以把一個位的錯誤糾正。
 
圖5.短數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)
 
(2)、長數(shù)據(jù)包:6~65541 bytes(動態(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)包報頭(4 bytes):
數(shù)據(jù)標(biāo)識符(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),長度固定兩個字節(jié)。
誤差校正碼(ECC)*1byte:可以把一個位的錯誤糾正。
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。
 
圖6.長數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)
 
4、實例應(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。
 
圖7.解碼步驟
 
(2)ZDS4054 Plus標(biāo)配512Mpts的存儲深度,且可對全內(nèi)存數(shù)據(jù)進行解碼,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)出報表的格式將其導(dǎo)出。
 
圖8.解碼界面
 
(3)對長時間監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)異常分析時,可在示波器的縮放模式下使用雙ZOOM多窗口顯示的功能,對信號進行多窗口異常監(jiān)測和分析,可就某一個數(shù)據(jù)幀或某一個數(shù)據(jù)點進行分析,通過查看放大數(shù)據(jù)細(xì)節(jié),找出異常,如下圖9所示。
 
圖9.細(xì)節(jié)分析

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