mipi协议详细介绍
mipi（移动行业处理器接口）是mobile industry processor interface的缩写。mipi（移动行业处理器接口）是mipi联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。
已经完成和正在计划中的规范如下：
d-phy介绍 1、 d-phy 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的phy。 • 一个 phy配置包括
• 一个时钟lane
• 一个或多个数据lane
• 两个lane的 phy配置如下图
三个主要的lane的类型 • 单向时钟lane
• 单向数据lane
• 双向数据lane
• d-phy的传输模式
• 低功耗（low-power）信号模式（用于控制）：10mhz （max）
• 高速（high-speed）信号模式（用于高速数据传输）：80mbps ~ 1gbps/lane
• d-phy低层协议规定最小数据单位是一个字节
• 发送数据时必须低位在前，高位在后。
• d-phy适用于移动应用
• dsi：显示串行接口
• 一个时钟lane，一个或多个数据lane
• csi：摄像串行接口
2、lane模块 • phy由d-phy（lane模块）组成
• d-phy可能包含：
• 低功耗发送器（lp-tx）
• 低功耗接收器（lp-rx）
• 高速发送器（hs-tx）
• 高速接收器（hs-rx）
• 低功耗竞争检测器（lp-cd）
• 三个主要lane类型
• 单向时钟lane
• master：hs-tx， lp-tx
• slave：hs-rx， lp-rx
• 单向数据lane
• master：hs-tx， lp-tx
• slave：hs-rx， lp-rx
• 双向数据lane
• master， slave：hs-tx， lp-tx， hs-rx， lp-rx， lp-cd
3、lane状态和电压 • lane状态
• lp-00， lp-01， lp-10， lp-11 （单端）
• hs-0， hs-1 （差分）
• lane电压（典型）
• lp：0-1.2v
• hs：100-300mv （200mv）
4、操作模式 • 数据lane的三种操作模式
• escape mode， high-speed（burst） mode， control mode
•从控制模式的停止状态开始的可能事件有：
• escape mode request （lp-11→lp-10→lp-00→lp-01→lp-00）
• high-speed mode request （lp-11→lp-01→lp-00）
• turnaround request （lp-11→lp-10→lp-00→lp-10→lp-00）
• escape mode是数据lane在lp状态下的一种特殊操作
•在这种模式下，可以进入一些额外的功能：lpdt， ulps， trigger
•数据lane进入escape mode模式通过lp-11→lp-10→lp-00→lp-01→lp-00
•一旦进入escape mode模式，发送端必须发送1个8-bit的命令来响应请求的动作
• escape mode 使用spaced-one-hot encoding
•超低功耗状态（ultra-low power state）
•这个状态下，lines处于空状态 （lp-00）
• 时钟lane的超低功耗状态
•时钟lane通过lp-11→lp-10→lp-00进入ulps状态
•通过lp-10 → twakeup →lp-11退出这种状态，最小twakeup时间为1ms
• 高速数据传输
•发送高速串行数据的行为称为高速数据传输或触发（burst）
•全部lanes门同步开始，结束的时间可能不同。
•时钟应该处于高速模式
• 各模操作式下的传输过程
•进入escape模式的过程 ：lp-11→lp-10→lp-00→lp-01→lp-00→entry code → lpd （10mhz）
•退出escape模式的过程：lp-10→lp-11
•进入高速模式的过程：lp-11→lp-01→lp-00→sot（00011101） → hsd （80mbps ~ 1gbps）
•退出高速模式的过程：eot→lp-11
•控制模式 - bta 传输过程：lp-11→lp-10→lp-00→lp-10→lp-00
•控制模式 - bta 接收过程：lp-00→lp-10→lp-11
• 状态转换关系图
差分信号，什么是差分信号 一个差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。在某些系统里，系统’地’被用作电压基准点。当’地’当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。
另一方面，一个差分信号作用在两个导体上。信号值是两个导体间的电压差。尽管不是非常必要，这两个电压的平均值还是会经常保持一致。我们用一个方法对差分信号做一下比喻，差分信号就好比是跷跷板上的两个人，当一个人被跷上去的时候，另一个人被跷下来了 - 但是他们的平均位置是不变的。继续跷跷板的类推，正值可以表示左边的人比右边的人高，而负值表示右边的人比左边的人高。0 表示两个人都是同一水平。
应用到电学上，这两个跷跷板用一对标识为v+和v-的导线来表示。当v+》v-时，信号定义成正极信号，v+ 《 v-时，信号定义成负极信号。
上图 差分对围绕摆动的平均电压设置成 2.5v。当该对的每个信号都限制成 0-5v 振幅时，偏移该差分对会提供一个信号摆动的最大范围。当用单一 5v 电源操作时，经常就会出现这种情况。
当不采用单端信号而采取差分信号方案时，我们用一对导线来替代单根导线，增加了任何相关接口电路的复杂性。那幺差分信号提供了什幺样的有形益处，才能证明复杂性和成本的增加是值得的呢？
差分信号的第一个好处是，因为你在控制’基准’电压，所以能够很容易地识别小信号。在一个地做基准，单端信号方案的系统里，测量信号的精确值依赖系统内’地’的一致性。信号源和信号接收器距离越远，他们局部地的电压值之间有差异的可能性就越大。从差分信号恢复的信号值在很大程度上与’地’的精确值无关，而在某一范围内。
差分信号的第二个主要好处是，它对外部电磁干扰（emi）是高度免疫的。一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。既然电压差异决定信号值，这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。除了对干扰不大灵敏外，差分信号比单端信号生成的 emi 还要少。
差分信号提供的第三个好处是，在一个单电源系统，能够从容精确地处理’双极’信号。为了处理单端，单电源系统的双极信号，我们必须在地和电源干线之间某任意电压处（通常是中点）建立一个虚地。用高于虚地的电压来表示正极信号，低于虚地的电压来表示负极信号。接下来，必须把虚地正确地分布到整个系统里。而对于差分信号，不需要这样一个虚地，这就使我们处理和传播双极信号有一个高逼真度，而无须依赖虚地的稳定性。
完成mipi信号通道分配后，需要生成与物理层对接的时序、同步信号： mipi规定，传输过程中，包内是200mv、包间以及包启动和包结束时是1.2v，两种不同的电压摆幅，需要两组不同的lvds驱动电路在轮流切换工作；为了传输过程中各数据包之间的安全可靠过渡，从启动到数据开始传输，mipi定义了比较长的可靠过渡时间，加起来最少也有600多ns；而且规定各个时间参数是可调的，所以需要一定等待时间，需要缓存，我们用寄存器代替fifo，每通道128byte。
串行时钟与数据差分传输的过渡时间关系如下：
各个时间参数需要满足以下的要求：
数据与时钟的相位关系：
根据前面：mipi差分信号原理 介绍。 clkp是高电平，clkn是低电平的时候，差分信号表现为高电平。
clkn是高电平， clkp是低电平的时候，差分信号表现为低电平。
所以结果就可以等效成红线描述的正弦。
从正弦可以看出，data在clk的高电平和低电平都有传输数据。
数据通道进入和退出slm（即睡眠模式）的控制：
mipi信号传输分为单端和差分传输。例如：
lp-00， lp-01， lp-10， lp-11 （单端）
hs-0， hs-1 （差分）
ultra-low power state entry command： 00011110 是差分传输，读取方法和上面提到的clk是一样的，需要注意的是dp和dn如果同时是高电平或同时是低电平的时候是无效数据，这个时候大概对应的是clk正弦的峰值，只有其中一个是高一个是低才是有效的差分数据。
总结： 对应于同步信号完成并串转换；
*hs 状态为高速低压差分信号，传输高速连续串行数据；
*lp 状态为低速低功耗信号，传输控制信号和状态信号；
*mipi要求hs 工作在1ghz 的频率下，完成共模信号为0.2v 差模信号为0.2v 的差分
信号的传输；
*lp 传递控制信号，要求高电平为1.2v 低电平为0的电平信号输出；
*hs 及lp 状态下，输出信号的电学特性要求非常苛刻，具体电学性能的要求可见
附带文档表格。
*mipi是双向可选的，可以高速发送，也可以进行高速接收，或收发功能同时具备，
我们目前根据需求仅做了发送功能；
*mipi的hs模式（0.2v），传送图像数据，速度为80mbps ~ 1000mbps；
*mipi的lp模式（1.2v），可以用于传送控制命令，最高速度为10mbps；
*mipi规定，任一个mipi设备必须escape mode，此为low power data
trabsmission mode，lp模式中的一种，此模式下可低速传输图像或其他数据。
*mipi规定了low power mode、 ultra low power mode的电压范围、以及它们
之间、它们与hs模式之间的相互切换方式或相关要求；
*mipi d-phy是各个mipi工作组共用的物理层规范；
最后，需要注意一点： bta：bus turn around，用来host接受外设发送命令或应答信号用的，如果host dphy设置了这个，
但是lcd不支持的话，就有可能有问题。
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• 一个时钟lane
• 一个或多个数据lane
• 两个lane的 phy配置如下图
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• 单向数据lane
• 双向数据lane
• d-phy的传输模式
• 低功耗（low-power）信号模式（用于控制）：10mhz （max）
• 高速（high-speed）信号模式（用于高速数据传输）：80mbps ~ 1gbps/lane
• d-phy低层协议规定最小数据单位是一个字节
• 发送数据时必须低位在前，高位在后。
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• csi：摄像串行接口
2、lane模块 • phy由d-phy（lane模块）组成
• d-phy可能包含：
• 低功耗发送器（lp-tx）
• 低功耗接收器（lp-rx）
• 高速发送器（hs-tx）
• 高速接收器（hs-rx）
• 低功耗竞争检测器（lp-cd）
• 三个主要lane类型
• 单向时钟lane
• master：hs-tx， lp-tx
• slave：hs-rx， lp-rx
• 单向数据lane
• master：hs-tx， lp-tx
• slave：hs-rx， lp-rx
• 双向数据lane
• master， slave：hs-tx， lp-tx， hs-rx， lp-rx， lp-cd
3、lane状态和电压 • lane状态
• lp-00， lp-01， lp-10， lp-11 （单端）
• hs-0， hs-1 （差分）
• lane电压（典型）
• lp：0-1.2v
• hs：100-300mv （200mv）
4、操作模式 • 数据lane的三种操作模式
• escape mode， high-speed（burst） mode， control mode
•从控制模式的停止状态开始的可能事件有：
• escape mode request （lp-11→lp-10→lp-00→lp-01→lp-00）
• high-speed mode request （lp-11→lp-01→lp-00）
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• escape mode是数据lane在lp状态下的一种特殊操作
•在这种模式下，可以进入一些额外的功能：lpdt， ulps， trigger
•数据lane进入escape mode模式通过lp-11→lp-10→lp-00→lp-01→lp-00
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• escape mode 使用spaced-one-hot encoding
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• 时钟lane的超低功耗状态
•时钟lane通过lp-11→lp-10→lp-00进入ulps状态
•通过lp-10 → twakeup →lp-11退出这种状态，最小twakeup时间为1ms
• 高速数据传输
•发送高速串行数据的行为称为高速数据传输或触发（burst）
•全部lanes门同步开始，结束的时间可能不同。
•时钟应该处于高速模式
• 各模操作式下的传输过程
•进入escape模式的过程 ：lp-11→lp-10→lp-00→lp-01→lp-00→entry code → lpd （10mhz）
•退出escape模式的过程：lp-10→lp-11
•进入高速模式的过程：lp-11→lp-01→lp-00→sot（00011101） → hsd （80mbps ~ 1gbps）
•退出高速模式的过程：eot→lp-11
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差分信号的第二个主要好处是，它对外部电磁干扰（emi）是高度免疫的。一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。既然电压差异决定信号值，这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。除了对干扰不大灵敏外，差分信号比单端信号生成的 emi 还要少。
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数据与时钟的相位关系：
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clkn是高电平， clkp是低电平的时候，差分信号表现为低电平。
所以结果就可以等效成红线描述的正弦。
从正弦可以看出，data在clk的高电平和低电平都有传输数据。
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mipi信号传输分为单端和差分传输。例如：
lp-00， lp-01， lp-10， lp-11 （单端）
hs-0， hs-1 （差分）
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总结： 对应于同步信号完成并串转换；
*hs 状态为高速低压差分信号，传输高速连续串行数据；
*lp 状态为低速低功耗信号，传输控制信号和状态信号；
*mipi要求hs 工作在1ghz 的频率下，完成共模信号为0.2v 差模信号为0.2v 的差分
信号的传输；
*lp 传递控制信号，要求高电平为1.2v 低电平为0的电平信号输出；
*hs 及lp 状态下，输出信号的电学特性要求非常苛刻，具体电学性能的要求可见
附带文档表格。
*mipi是双向可选的，可以高速发送，也可以进行高速接收，或收发功能同时具备，
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*mipi规定，任一个mipi设备必须escape mode，此为low power data
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*mipi规定了low power mode、 ultra low power mode的电压范围、以及它们
之间、它们与hs模式之间的相互切换方式或相关要求；
*mipi d-phy是各个mipi工作组共用的物理层规范；
最后，需要注意一点： bta：bus turn around，用来host接受外设发送命令或应答信号用的，如果host dphy设置了这个，
但是lcd不支持的话，就有可能有问题。
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