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MIPI及DSI协议介绍郑明桑sam0030@126.comMIPI是什么vMobileIndustryProcessorInterface移动通信行业处理器接口vMIPI包括：DCS显示命令接口DBI显示总线接口DPI显示像素接口DSI显示串行接口CSI显示摄像接口MIPI优点v高速率最多四个通道，每个通道最大传输1Gbpsv低功耗LowPower1.2VHighSpeed200mVv低成本：PIN脚更少，PCB占用空间更少v抗干扰（EMI，ESD）高速传输信号200mV，差分信号与其他差分信号对比vTMDS：最小化差分信号传输vLVDS：低压差分信号D-PHY层定义D-PHY介绍v通道（lane）v1个单向clock通道v1到4个data通道v传输模式vLowPower模式：用于控制，最大10Mbps此时Data0的D+，D-是两个独立的信号线vHighSpeed模式：数据传输，80Mbps—1Gbpsv数据格式LSBfirst，MSBlastv传输方向只有Data0且在LP模式下，才能反向传输，其他都是单向的LaneState&LineLevelvLaneState:vLPMode：LP-00,LP-01,LP-10,LP-11(DpDn)vHSMode：HS-0,HS-1(差分信号)LaneModulevLP-CD:LowPowerContentionDetector(LP争用探测器)vLP-RX/TXHS-RX/TXOperatingModevOperatingMode:v每个模式都必须从StopState(LP-11)开始vEscapemoderequest(LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00)，Exit（LP-10→LP-11）vHigh-Speedmoderequest(LP-11→LP-01→LP-00)，Exit(EOT→LP-11)vControlMode(TurnaroundBTA)request(LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00)，Exit(LP-00→LP-10→LP-11)vMode切换图EscapeModevEscape模式是在LP状态下的特殊模式，只有进入该模式，下面这些功能才能实现：LPDT：LowPowerDataTransmissionULPS：Ultra-LowPowerStateTrigger（比如Remotetrigger,AcktriggerandTEtrigger）v一旦进入Escape模式，后面必须跟8-bit的entry命令才能实现对应ActionEscapeModev以LPDT为例，发送LCDsleepout0x11命令，注意LSBfirstEscapeModevULPS:这种状态下，line处于Space状态，退出这种状态需要Mark-1状态唤醒High-SpeedModevHS模式所有通道同时开始，但每个通道可能不同时结束，clock必须也在hs模式，并且是双边沿触发，也就是data速率是clock的两倍v完整的hs序列如下图,退出EOT+LP11High-SpeedModev下面是HS下发送0x29displayon时序图BTAModevItisdifferentbetweenDSIandotherinterface,otherIFuseReadsignaltoletslavesendreadresponse.ButDSIintegrateallcontrolsignalinDSIData/Clocklane.vSoDSIneedaprocedureenablesinformationtransferintheoppositedirectionofthecurrentdirection.v用于读取外色参数（如ID）或确认发送包外设是否接收正确BTAModevAcknowledgeisaTriggerMessage(00100001)sentwhenallprecedingtransmissionssincethelastperipheraltohostcommunicationisreceivedbytheperipheralwithnoerrors.DSI接口vDSI(DisplaySerialInterface)vDSI收发接口，如下图：DSI传输模式vCommandMode类似MPU接口，需要IC内如GRAM。通过ACK和error向Host报告（DataLane0）vVideoMode类似RGB接口，没用GRAM，需要不停往panel刷数据。（相对于command模式，ESD差一点，曾经有项目出现过）v传输模式HS和LP两种，对于returningdata(比如cmdmode)，必须使用DataLane0并且在LPMode短数据包结构v两种数据包类型：短数据包和长数据包v虚拟数据通道两个bit最多表示4个VirtualChannelvMultipleindependentdatastreamsforuptofourperipheralsaresupportedbythisspecification.ThedatastreamforeachperipheralisaVirtualChannelv一些高分辨率屏内部可能含有两个或更多独立的DriverIC，这个时候需要用到多VC(实际中，还没碰到需要多个VC的display)VirtualChannelv手头有项目用到800x1280LCD,内部是有两个DriverIC，但跟屏厂工程师确认过，两个IC并不是完全独立的，中间有同步信号连接，也就是只需要1个VC；v工作方式：扫描方向，Master/Slave等设置好之后，IC根据内部控制信号和同步信号将前400pixel数据送往屏半边，后400pixel数据送往另半边，下图是屏厂提供：长数据包结构vSoT:开始传输EoT：结束传输LPS：LP模式正向(ForwardDirection)数据包类型正向数据包类型vDCS读写命令,可带参数，可用于LCD下初始化参数命令；vGeneric读写命令，是协议规范外的命令，通常是一些IC定制的（比如IPhone4LCD），只要确保主机和外设同意这些数据的格式和解释即可。通常和DCS通用：比如0x05和0x13通用,0x15和0x23通用；v0x22/0x32:切换开关视频显示（外设）模块。有些IC休眠时需要关闭；v0x37：设置最大返回包大小，比如在读ID前发送；v0x01&0x11&0x21&0x31:用于SyncEvent模式下精确表示同步事件的开始和结束。为了尽可能精确体现一个同步事件，开始标识位必须放第一位，结束标识位放最后一位；v0x0E&0x1E&0x2E&0x3E&0x39:各种RGB类型数据流传送控制，其中0x39用于commandmode，接下来详细介绍。反向数据包类型v外设向Host反馈有四个基本类型v数据封装包类型ErrorReportv累计多个transactionerror，直到hostBTA时反馈v一个errorreport含2个bytevBIT0-BIT7D-PHYerrorsvBIT8,BIT9ECCerrorsv其他BITDSIerrorsWritePicture—CommandModevRGB565和RGB888分别占用2和3个byte，这个无异议v重点分析RGB666，有18bitpacked和loosely：18bitPacked/pixelWritePicture—CommandModevCommandMode下DataType都是0x39vRGB565和RGB888类似18bitloosely/pixelWritePicture—VideoModevVideoMode，RGB565，RGB666packed，RGB666loosely，RGB888对应的DataType分别是0x0E,0x1E,0x2E,0x3E,以RGB888为例：数据传输例程v两个数据通道数据传输例程v三个数据通道发送方数据处理接收方数据处理VideoModevVideoMode有三个子模式：(1)Non-BurstModewithSyncPulses(2)Non-BurstModewithSyncEvents(3)BurstModeNon-BurstModewithSyncPulsesvAccuratelyreconstructoriginalvideotiming,includingsyncpulsewidths.vThegoalistoaccuratelyconveyDPI-typetimingovertheDSIserialLink.Non-BurstModewithSyncEventsv和SyncPulses类似，但只同步每个脉冲的起始位BurstModevInthismode,blocksofpixeldatacanbetransferredinashortertimeusingatime-compressedburstformat.v低功耗，高效率BLLPvBLLP：BlankingorLowPowerperiodv通常有以下几个情况：1.HostandpanelremaininIdleMode.LanesareinLP-11state.2.Hosttransmitsoneormorenon-videopacketstotheperipheralusingEscapemode(low-powerTx).3.Hosttransmitsoneormorenon-videopacketstotheperipheralusingHSMode,forexampletransmitblankingpacketsorDCScommands.4.Ifthepreviousprocessor-to-peripheraltransmissionendedwithBTA,paneltransmitsoneormorepacketstothehostprocessorusingEscapeMode.5.HostTransmitoneormorepacketstoadifferentperipheralusingadifferentvirtualChannelID(VC).ClockForVideoModevContinuousClockModeClock在传输数据包时持续工作在hs模式MIPI协议规定所有DSI收发器必须支持vNon-continuousClockMode可选，一般在Verticalblanking和Horizontalblanking插入LPS。碰过不支持这个模式的LCD，比如Iphone4和IpadminiLCD，还有一些MIPI转换芯片等CommandModevDisplay拥有自己的timing控制器和GRAM，为了防止TearingEffect，必须主动通知HostvMIPIDSI定义一个标准的TEtrigger消息，Host一旦收到这个消息，自动发送像素数据CommandModev完整的波形帧率测量v帧率测量：测量两个VerticalBlanking之间的时间间隔行间距测量vLineDuration(TL)：可以测量VerticalBlanking或Active区域LP-示波器分析vLP传输以EscapeEntry开始，重点寻找EscapeMode（LP-11-10-01-00）v下面是完整的LPDT流程HS-示波器分析vHSMode对示波器要求比较高，除了高精度，还需要4个通道测量，Dp,Dn,Clock和差分输出信号（Dp和Dn相减）HS-示波器分析vDDR(DualDataRate)：注意clock是双边采样的v下图中绿色表示(Dp–Dn)信号高通DSI参数vContinuousClock设置//在LCD初始化之前uint32data=MIPI_INP(MIPI_DSI_BASE+0x0A8);mipi_set_tx_pow