显示技术之MIPI DSI数据包传输时序

Posted 2023-05-08

参考技术A 上篇文章介绍了 MIPI DSI 指令配置方法，本篇介绍 MIPI DSI 接口数据包传输时序（ timing ）。

LCD 像素区域示意图如下：

上图所有的名词解释见“显示技术之MIPI介绍”， LCD 屏幕上图像显示的区域是 HACT 和 VACT 。

一般 FAE 会提供如下参数：

其中：

1） HBB = HSA + HBP

2） VBB = VSA + VBP

3） pixel_clk = round((HBB+HACT+HFP)*(VBB+VACT+VFP)*FR/1000) KHZ

4） phy_data_rate = round((HBB+HACT+HFP)*(VBB+VACT+VFP)*FR*output_format/lane个数/1000000) Mbps ， output_format 是输出数据字节数，例： RBG24 即为24。

根据这些参数可以完成 MIPI DSI 的时序初始化。

对于上面的 LCD 像素区域图， MIPI DSI 接口 Video 模式按照如下时序模式进行数据包传输。

1、Non-Burst Mode with Sync Pulses

该模式对应的时序图如下：

2、Non-Burst Mode with Sync Events

该模式对应的时序图如下：

3、Burst Mode

该模式对应的时序图如下：

参考：

MIPI Alliance Specification for DSI

MIPI DSI

MIPI DSI是什么？

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，常用到的是DSI（显示接口）和CSI（摄像接口）。

嗯~MIPI DSI是一种用于显示的接口。小分辨率的都是并口，随着分辨率越做越高，速度越来越快，并口就不能满足需求了。因此出现了LVDS接口和MIPI DSI。

DSI初了解

MIPI官网链接：https://mipi.org/specifications/dsi-2 里面有所有的DSI,CSI,D-PHY等协议

打开DSI的SPEC，170多页

先看看introduction

 

 接口是4对数据差分信号和1对时钟差分信号，4条数据lane和1条datalane，第0条lane是双向的，其他lane是从发送到接收。

 

 和很多高速串行接口一样（USB，SATA，PCIE），它们都是分层设计，大同小异。DSI如上图分为4层架构，Application属于上层架构，软件搞的；硬件需要搞的是下面3层：

PHY layer：物理层，定义传输媒介，包含高速串行接口，并串转换，时钟产生，组包；这部分的工作主要是模拟设计。

Lane management：lane管理，将数据流按照顺序依次分发到每条lane上。

 Low level protocol；按照DSI协议指定数据组包方式，定义包头等相关内容，生成ECC，校验码等。

 

DSI的模式有command mode和video mode，

command mode下dsi以命令的方式发送命令和数据到具有现实缓存的控制器。寄存器配置，参数，帧数据等，这种模式下也可以读屏的信息等

video mode：这种模式是最常用的模式，从主机传输视频数据，这种模式以高速传输，为了减少复杂性和节约成本只采用video模式的系统只有一个单向数据路径。

接下来就逐层学习下

 

DSI Physical layer（D-PHY）

HS : 高速模式下传输视频数据，80Mbps~1Gbps/lane

LPS：Low-Power State，低功耗模式,用于控制：10Mhz（max）

 D-PHY低层协议规定最小的数据单元是一个字节，发送数据必须低位在前，高位在后。

 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）

如果做host和屏对接，可以只有TX

lane状态和电压

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)

 

进入高速模式过程：LP11->LP01->LP00->SOT(00011101）->HSD(80Mbps->1Gbps)

退出高速模式过程：EOT->LP11

 

 

多条lane分发

 

 

如果byte数和lane非对齐

2lane对齐传输和非对齐传输下EOT的发送如下图：

 

3lane对齐传输和非对齐传输下EOT的发送如下图所示：

 

 

 MIPI是怎样组包，包的格式是什么样的呢？

DSI以包（packet）的方式封装进行传输的，帧类型有：

短帧：4bytes（固定）

长帧：6-65541bytes（可变）

短帧结构（4个字节）

　　数据标识（DI）1个字节

　　帧数据：data0,Data1,两个字节，表示要传输的数据

　　ECC：1个字节，误差校验码

 

 长帧结构

DI：数据标识符

WC：word count，两个字节，包中有效负载长度

ECC：一个字节，误差校正码

Data：有效负载

Checksum：2个字节校验码