1. Физический уровень:

Физический уровень определяет среду передачи, электрические характеристики, схемы ввода-вывода и механизмы синхронизации. С точки зрения непрофессионала, это значит указать, как передающая сторона Tx получает закодированные данные с верхнего уровня на самом нижнем физическом уровне протокола MIPI, преобразует их в какой тип электрического сигнала и отправляет их на принимающую сторону Rx посредством того, как сколько каналов/групп каналов и в каком виде и т.д.

Физические уровни CSI и DSI разрабатываются специализированными рабочими группами. В объявленных в настоящее время протоколах существует три типа интерфейсов физического уровня на основе камеры, а именно D-PHY, C-PHY и M-PHY. Среди них самым простым и широко используемым является интерфейс D-PHY версии 1.0, выпущенный в 2009 году.

Чтобы обеспечить более высокую пропускную способность интерфейса и большую гибкость размещения каналов, в CSI-2 v1.3 представлен интерфейс C-PHY. C-PHY 1.0 — это новый физический интерфейс, выпущенный MIPI Alliance в сентябре 2014 года и совместимый с предыдущей версией D-PHY v1.2.

D-PHY и C-PHY являются последовательными интерфейсами. Они решают многие проблемы параллельных интерфейсов, такие как снижение энергопотребления интерфейса и упрощение параллельного расширения. В дополнение к этим двум протоколам физического уровня существует также M-PHY, который представляет собой высокоскоростной интерфейс Serdes с асинхронной передачей. По сравнению с D-PHY он имеет меньше контактов и более высокую скорость передачи сигнала. Он используется в мобильных приложениях. Он не так широко используется, но широко применяется в автомобильной сфере, поэтому мы пока не будем на нем заострять внимание.

2. Два режима работы D-PHY:

Целью проектирования первоначальной версии D-PHY было 500 Мбит/с, D — 500 римскими цифрами (латинскими цифрами), и в честь этого был назван D-PHY. D-PHY — это высокоскоростной синхронный физический уровень с низким энергопотреблением. Благодаря своей высокоэффективной конструкции он очень подходит для использования в устройствах с батарейным питанием и высоким энергопотреблением. D-PHY содержит как высокоскоростные модули, так и модули с низким энергопотреблением, которые помогают достичь высокой эффективности. Полезные данные (данные изображения) используют высокоскоростные модули, а информация управления и состояния передается (между камерой/дисплеем и процессором приложений) с помощью маломощных модулей (использующих низкочастотные сигналы). Он обладает особой способностью отправлять высокоскоростные и маломощные данные в одном пакете. Модули с низким энергопотреблением помогают экономить электроэнергию, а высокоскоростные модули помогают обеспечить более широкую полосу пропускания, необходимую для передачи сигналов данных высокого разрешения фотографического качества.

Физический уровень D-PHY поддерживает два режима передачи: HS (высокая скорость) и LP (низкая мощность). В этих двух режимах используются разные уровни передачи и механизмы передачи.

В режиме HS используется метод синхронной передачи источника, и ведущее устройство передает тактовую частоту DDR ​​ведомому устройству. Используйте дифференциальную сигнализацию.

В режиме LP используется несимметричная передача сигнала, а в режиме HS канал, используемый для дифференциальной передачи, будет разделен на две независимые сигнальные линии.

Независимо от того, является ли это режимом HS или режимом LP, принимается метод передачи: сначала LSB, а потом MSB. Сочетание двух режимов гарантирует, что шина MIPI может передавать на высокой скорости, когда необходимо передать большие объемы данных (например, изображений), и может снизить энергопотребление, когда передача больших объемов данных не требуется.

3. Общая структура переулка:

Первоначальное значение Lane на английском языке — «канал», где мы можем понимать его как канал для передачи информации между двумя разными модулями.

Два чипа, соединенные с помощью D-PHY, соединяются с помощью пар дифференциальных сигналов посередине. На каждом конце приемопередатчика имеется модуль Lane для завершения передачи и приема данных. Модуль Lane и промежуточные соединения вместе образуют полноценный канал передачи данных и являются ядром физического уровня всего протокола. На рисунке ниже представлена ​​принципиальная схема полного модуля двунаправленной передачи данных (называемого Universal Lane в MIPI), который является основным блоком передачи информации D-PHY.

Universal Lane состоит из пары высокоскоростных трансиверов (HS-TX, HS-RX), пары маломощных трансиверов (LP-TX, LP-RX), детектора конфликтов с низким энергопотреблением (LP-CD) и Логическая композиция управления Лейна. Все модули приемопередатчиков используют одну и ту же пару дифференциальных линий Dp и Dn (в режиме LP это две отдельные сигнальные линии). Вся линия связана с другими частями системы через интерфейс PPI (интерфейс протокола PHY).

Двунаправленный: Двунаправленный
Однонаправленный: Однонаправленный

Universal Lane поддерживает двустороннюю связь, и на этой основе упрощаются линии, требующие только односторонней связи. В системах, которым требуется только односторонняя связь, таких как CSI, хосту (обычно фиксированному как передатчик) не нужен модуль RX, а ведомому устройству (обычно фиксированному как приемник) не нужен модуль TX.

Кроме того, даже в системе двусторонней связи сигнал Clock Lane необходимо передавать только от ведущего устройства к ведомому, и никакой обратной передачи не требуется. Когда данные передаются от подчиненного устройства к хосту, тактовая частота DDR по-прежнему предоставляется хостом.

4. Три режима работы линии передачи данных:

Три режима работы линии передачи данных:

• Пакетный режим: высокоскоростной режим.
• Режим управления: Режим управления в режиме низкого энергопотребления.
• Режим побега: режим побега в режиме низкого энергопотребления.

Во время нормальной работы канал данных находится в высокоскоростном режиме или режиме управления. Пакетный режим и режим Escape не могут переключаться напрямую вперед и назад, их необходимо переносить через режим управления, то есть:

Burst Mode ↔ Control Mode ↔ Escape Mode

1. Высокоскоростной режим (режим серийной съемки)

Высокоскоростной режим — это режим в состоянии HS и используется для передачи изображений. В высокоскоростном режиме статус канала имеет дифференциальное значение 0 или 1, то есть, когда Dp выше, чем Dn внутри пары линий, он определяется как 1, когда Dp ниже, чем Dn, он определяется как 0; Типичное линейное напряжение в настоящее время составляет 200 МВ.

2. Режим управления

Режим управления – это режим в состоянии LP. Типичная амплитуда высокого уровня составляет 1,2 В. В это время сигналы на Dp и Dn не являются дифференциальными сигналами, а независимы друг от друга. Когда Dp равно 1,2 В, а Dn также равно 1,2 В, протокол MIPI определяет состояние как LP11; когда Dp равно 1,2 В, а Dn равно 0 В, определяемое состояние — LP10 и т. д. В режиме управления LP11, LP10, и LP01 могут быть сформированы четыре разных состояния LP00.

Протокол MIPI предусматривает, что четыре разных состояния режима управления объединяются в разные временные последовательности, которые используются для обозначения входа или выхода из определенного режима. Например, после последовательности LP11-LP01-LP00 он переходит в высокоскоростной режим.

3. Режим побега

Режим Escape — это специальная операция канала передачи данных в состоянии LP. В этом режиме можно ввести некоторые дополнительные функции: LPDT (режим передачи данных с низким энергопотреблением), ULPS (режим сверхнизкого энергопотребления), Триггер. При входе в режим Escape отправитель должен отправить 8-битную команду для ответа на запрошенное действие.

Data Lane переходит в режим Escape через LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00.

Выход из режима выхода: LP-10→LP-11.

Ссылка на статью: http://t.csdnimg.cn/SN38i.