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MIPI(Mobile Industry Processor Interface)是2003年由ARM, Nokia, ST ,TI等公司成立的一個聯(lián)盟,目的是把手機(jī)內(nèi)部的接口如攝像頭、顯示屏接口、射頻/基帶接口等標(biāo)準(zhǔn)化,從而減少手機(jī)設(shè)計的復(fù)雜程度和增加設(shè)計靈活性。MIPI聯(lián)盟下面有不同的WorkGroup,分別定義了一系列的手機(jī)內(nèi)部接口標(biāo)準(zhǔn),比如攝像頭接口CSI、顯示接口DSI、射頻接口DigRF、麥克風(fēng)/喇叭接口SLIMbus等。統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)的好處是手機(jī)廠商根據(jù)需要可以從市面上靈活選擇不同的芯片和模組,更改設(shè)計和功能時更加快捷方便。下圖是按照MIPI的規(guī)劃下一代智能手機(jī)的內(nèi)部架構(gòu).
MIPI是一個比較新的標(biāo)準(zhǔn),其規(guī)范也在不斷修改和改進(jìn),目前比較成熟的接口應(yīng)用有DSI(顯示接口)和CSI(攝像頭接口)。CSI/DSI分別是指其承載的是針對Camera或Display應(yīng)用,都有復(fù)雜的協(xié)議結(jié)構(gòu)。以DSI為例,其協(xié)議層結(jié)構(gòu)如下 :
CSI/DSI的物理層(Phy Layer)由專門的WorkGroup負(fù)責(zé)制定,其目前的標(biāo)準(zhǔn)是D-PHY。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(jìn)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。
D-PHY的物理層支持HS(High Speed)和LP(Low Power)兩種工作模式。HS模式下采用低壓差分信號,功耗較大,但是可以傳輸很高的數(shù)據(jù)速率(數(shù)據(jù)速率為80M~1Gbps); LP模式下采用單端信號,數(shù)據(jù)速率很低(<10Mbps),但是相應(yīng)的功耗也很低。兩種模式的結(jié)合保證了MIPI總線在需要傳輸大量數(shù)據(jù)(如圖像)時可以高速傳輸,而在不需要大數(shù)據(jù)量傳輸時又能夠減少功耗。
CSI接口
CSI-2是一個單或雙向差分串行界面,包含時鐘和數(shù)據(jù)信號。CSI-2的層次結(jié)構(gòu):CSI-2由應(yīng)用層、協(xié)議層、物理層組成。
協(xié)議層包含三層:
像素/字節(jié)打包/解包層,
.LLP(Low Level Protocol) 層,
.LANE管理層;
物理層規(guī)范了傳輸介質(zhì)、電氣特性、IO電路、和同步機(jī)制,物理層遵守MIPI Alliance Standard for D-PHY,D-PHY為MIPI各個工作組共用標(biāo)準(zhǔn);所有的CSI-2接收器和發(fā)射器必須支持連續(xù)的時鐘,可以選擇支持不連續(xù)時鐘;連續(xù)時鐘模式時,數(shù)據(jù)包之間時鐘線保持HS模式,非連續(xù)時鐘模式時,數(shù)據(jù)包之間時鐘線保持LP11狀態(tài)。
該組織結(jié)集了業(yè)界老牌的軟硬件廠商包括*大的手機(jī)芯片廠商TI、影音多媒體芯片領(lǐng)導(dǎo)廠商意法、全球手機(jī)巨頭諾基亞以及處理器內(nèi)核領(lǐng)導(dǎo)廠商ARM、還有手機(jī)操作系統(tǒng)鼻祖Symbian。隨著飛思卡爾、英特爾、三星和愛立信等重量級廠商的加入,MIPI也逐漸被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織所認(rèn)可 。
DSI接口
國際移動行業(yè)處理器(MIPI)聯(lián)盟日前正式發(fā)布了針對移動電話的顯示器串行接口規(guī)范(Display Serial Interface Specification,DSI)。DSI基于MIPI的高速、低功率可擴(kuò)展串行互聯(lián)的D-PHY物理層規(guī)范。基于SLVS的物理層支持高達(dá)1Gbps的數(shù)據(jù)速率,同時產(chǎn)生極小的噪聲。
基于核心D-PHY技術(shù),DSI增加了功能以滿足移動設(shè)備顯示子系統(tǒng)的需要,包括低功率模式、雙向通信、16、18和24位像素的本國語言支持,并具備單一接口驅(qū)動4塊顯示屏的能力,以及對緩沖和非緩沖面板的支持。
MIPI顯示器工作組主席Dick Lawrence在一份聲明中稱,“這一標(biāo)準(zhǔn)給從簡單的低端設(shè)備、到高復(fù)雜性的智能電話、再到更大型手持平臺的廣泛移動系統(tǒng)帶給重大好處。移動產(chǎn)業(yè)一直期待著統(tǒng)一到一種開放標(biāo)準(zhǔn)上,而SDI提供了驅(qū)動這一轉(zhuǎn)變的強(qiáng)制性技術(shù)。
串行接口一般采用差分結(jié)構(gòu),利用幾百mV的差分信號,在收發(fā)端之間傳送數(shù)據(jù)。串行比并行相比:更節(jié)省PCB板的布線面積,增強(qiáng)空間利用率;差分信號增強(qiáng)了自身的EMI抗干擾能力,同時減少了對其他信號的干擾;低的電壓擺幅可以做到更高的速度,更小的功耗.
MIPI還是一個正在發(fā)展的規(guī)范,其未來的改進(jìn)方向包括采用更高速的嵌入式時鐘的M-PHY作為物理層、CSI/DSI向更高版本發(fā)展、完善基帶和射頻芯片間的DigRF V4接口、定義高速存儲接口UFS(主要是JEDEC組織)等。當(dāng)然,MIPI能否*終成功,還取決于市場的選擇。
當(dāng)前,終端市場要求新設(shè)計具有更低功耗、更高數(shù)據(jù)傳輸率和更小的PCB占位空間,在這種巨大壓力之下,一些智能化且具有更高性能價格比的替代方案開始逐漸為相關(guān)設(shè)計人員所采用?,F(xiàn)在使用的幾種基于標(biāo)準(zhǔn)的串行差分接口當(dāng)中,MIPI接口在功率敏感同時又要求高性能的移動手持式設(shè)備領(lǐng)域中的增長極為迅速。而基帶和顯示器/相機(jī)模塊對MIPI顯示器串行接口(Display Serial Interface,DSI)和相機(jī)串行接口(Camera Serial Interface,CSI-2)協(xié)議的廣泛采納,正是這種增長的主要推動力。DSI和CSI-2是分別針對顯示器和相機(jī)要求的邏輯層(logical-level)協(xié)議,它們通過物理互連對主機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、差錯和通信。MIPI D-PHY規(guī)定了連接處理器和外設(shè)的物理層的物理及電氣特性,這些MIPI接口為服務(wù)移動設(shè)備市場而專門設(shè)計。