MIPI C-PHY 与 D-PHY

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MIPI:即移动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface 简称MIPI)联盟;是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准和一个规范。

CSI:MIPI-CSI-2协议是MIPI联盟协议的子协议,专门针对摄像头芯片的接口而设计,目前CSI协议有两个版本协议,分别为CSI-2和CSI-3;CSI-2物理标准有两个,分别为C-PHY和D-PHY;CSI-3协议的物理标准对应M-PHY,且应用层协议栈还需要连接Uni-Pro层,属于高速Serdes范畴,应用不那么广泛。

DPHY:具有时钟线,源同步系统,一般是1/2/4对差分数据线,电流驱动型,单信号幅度一般是200mV,差分幅度为400mV左右,以Byte为单位进行数据传输,一个UI是1bit,采用DDR方式传输,即时钟的上下沿都有数据。主从结构,根据传输方向可以分为前向通道和反向通道。

1)HS高速模式,传输突发数据,同步传输,差分,电压为200mV左右,速率范围为80Mbps-1000Mbps。最小单位为1个字节,采用小端的方式即LSB first,MSB last。有两种状态HS-0、HS-1。

2)LP低功耗模式,传输指令,异步传输,单端,电压为1.2V左右,没有时钟线,时钟通过两个线异或而来,速率10Mbps,最小单位为1个字节,同样采用小端。

六种状态及传输时序图如下所示:

MIPI C-PHY 与 D-PHY

MIPI C-PHY 与 D-PHY

MIPI C-PHY 与 D-PHY

CLK Lane也会有一个LP11→LP01→LP00的时序,从而进入HS模式。在CLK Lane进入HS模式后,Data Lane才从LP向HS模式切换。Master端传输时钟信号,Slave端根据传来的时钟对data lane引脚进行采样获取数据。在Data Lane上进行数据传输时,一开始发送SoT(start of transmission)信号,然后发送数据payload,最后以EoT(end of transmission)结束,这样为一个完整的物理层上的数据包。接收端通过SoT和EoT识别数据包并获取payload,然后交给上层解析。如果是连续时钟模式,CLK Lane不会切换到LP状态,如果是非连续时钟模式,没传完一帧图像,将会从HS切换到LP,再进行传输下一帧图像时,再从LP切换到HS。

C-PHY:C-PHY中的C表示bandwidth limited channels,即带宽受限通道。采用了三相符号编码的技术,通过三根线传输,提升带宽,最多3组线,共9根线,支持1/2/3组形式,一般常用的16M摄像头2组线即可,更高的可能需要用到3组线。因为C-PHY不传输时钟,必须CDR先恢复时钟,然后再用恢复的时钟采样数据并寻找同步头,最后还需要进行数据解码恢复出最初的发送的内容(发送端的过程相反)

MIPI C-PHY 与 D-PHY

C-PHY一组有三根线,电平也有三种,分别为3/4,2/4,1/4电平,定义了6种状态。但是传输的数据是状态之间的变化,即除开本身的状态共有五种状态的变化。3bit说明如下:

1)最高位翻转flip:1表示极性发生变化,但不旋转,且忽略旋转与反极性的作用。0即不变化。

2)中位旋转Rotate:1表示顺时针旋转,即+x+y+z+x;0表示逆时针旋转, +x+z+y+x;

3)最低位反极性polarity:1表示线状态在前一个状态基础上发生了反极性变化,比如+x-x; +y-y; +z-z;0表示不变化。5种变化如下表格所示。

C-PHY是以16bit数据为单位进行传输,有2^16=65536个值,7个symbol(1个symbol代表5种状态)有5^7=78125个值。所以并不是所有symbol状态都被用完。若分配为6个symbol,5^6=15625,小于2^16,无法完备表达16bit数据的值。每个symbol为3bit,7个symbal即为21bit,所以需要进行16bit向21bit转换。所以C-PHY需要多一个编解码器。16bit数据会与7个symbal有对应的映射表,可根据查找表得出,比如16bit 0x7290对应的就是02241000的传输值。

MIPI C-PHY 与 D-PHY

CPHY的1个lane最大带宽是2.5G symbols/s,即每一lane 最大传输速率是 2.5G UI/s,每一个UI是16/7=2.28bit,CPHY最多有3个lane。因此CPHY最大带宽为2.5G*16/7bit * 3 = 17.14G bit/s。在同样是2.5G的速率下,C-PHY可以达到17.1G,而D-PHY只有10G。

MIPI C-PHY 与 D-PHY

CPHY和DPHY共有功能:HS-TX, HS-RX, SER, DESER, LP-TX, LP-RX and LP-CD。

相对DPHY,CPHY新增功能:编码器、解码器、CDR、映射器和解映射器。

所有DPHY功能块都可用于CPHY。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-466138.html

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