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MIPI CPHY之編碼技術(shù)簡介

qfgreet001 ? 來源:硬件測試雜談 ? 作者:硬件測試雜談 ? 2023-10-25 14:50 ? 次閱讀

最近公司可能要用mipi C-PHY,提前看下協(xié)議,看編碼技術(shù)有點(diǎn)意思,寫下來分享一下。后續(xù)準(zhǔn)備再寫下參數(shù)要求(S參數(shù)及電氣參數(shù))和一致性測試,由于mipi是會(huì)員制,沒有找到C-PHY的CST文檔,如讀者中誰有相關(guān)文檔,請私聊,非常感謝。

本文檔描述了一個(gè)名為C-PHY的高速串行接口,它在帶寬有限(bandwidth limited channels,看有的人說C的含義就是channel limit)的通道上提供高吞吐量性能,用于連接到外設(shè),包括顯示器和攝像頭。

C-PHY基于三相符號編碼技術(shù),通過三線每個(gè)符號2.28位信息,目標(biāo)是2.5gs/s。C-PHY與D-PHY有許多共同的特征;許多部分是由D-PHY改編而成。C-PHY被設(shè)計(jì)為能夠與D-PHY在相同的IC引腳上共存,從而可以開發(fā)雙模器件。

主要特征:

1)三相符號編碼,效率高;

2)5進(jìn)制,每7個(gè)符號傳輸16bit信息,效率16/7=2.28;

3)傳輸數(shù)據(jù)最低單位是16bit,必須是16的整數(shù)倍;

4)支持雙向傳輸,支持非對稱傳輸(速率不同)

5)分Master和Slave;

6)沒有單獨(dú)的時(shí)鐘線,采用嵌入式時(shí)鐘

高速發(fā)射電路有2種,其中T1實(shí)現(xiàn)比較簡單,僅能用于低速傳輸;T2相對復(fù)雜,主要用來匹配輸出mid電壓,如下圖:

wKgZomU1-IKAKNVwAAIiMojep9I721.png



A、B、C都有三種電平狀態(tài)(高、中、低),但是協(xié)議規(guī)定不能同時(shí)傳輸相同電平,則剩余共有6個(gè)組合狀態(tài),分別命名為±X,±Y,±Z,具體對應(yīng)關(guān)系如下表:

wKgZomU1-IKAelP0AABQktN9nBM298.png



具體實(shí)現(xiàn)方式,以+X舉例PU_A為1,PD_A為0,A線上發(fā)送端上面的MOS管導(dǎo)通,下面的MOS管截止。

PU_B為0,PD_B為1,B線上發(fā)送端下面的MOS管截止,下面的MOS導(dǎo)通。

接收端三線的端接匹配都使能。根據(jù)電阻分壓原理,可以得到A的電平為3/4V,B的電平1/4V。PU_TC 和PD_TC同時(shí)為1,兩個(gè)MOS全部導(dǎo)通,從而C上的電平為1/2V。如下圖所示:

wKgZomU1-IKANp_YAATzQDK8U5c953.png



實(shí)際上C-PHY是通過計(jì)算兩線之間差值來確定狀態(tài)的,也就是上述6個(gè)狀態(tài)和差值有具體對應(yīng)關(guān)系,如下表:

wKgZomU1-IKAQ8h9AADVTLWcBu4644.png



表中,1/2V代表的是strong 1;1/4V代表的是weak 1;-1/4V代表的是weak 0;-1/2V代表的是strong 0。

wKgZomU1-IKAaL1IAAFNwdWIcWQ774.png



綜上,C-PHY測試眼圖的時(shí)候,會(huì)有3個(gè)眼睛,當(dāng)然眼圖要求不止下圖一個(gè),待后續(xù)講測試的時(shí)候再討論,如下圖:

wKgZomU1-IOASak8AAJtujYNKCI330.png



以上介紹了這么多,但是C-PHY的編碼和信息傳輸并不是通過6個(gè)狀態(tài)直接完成的,而是通過狀態(tài)的切換來實(shí)現(xiàn)(反人類呀)。

由于共有6個(gè)狀態(tài),那么每個(gè)狀態(tài)就有5個(gè)不同的狀態(tài)可供轉(zhuǎn)換(也就是5進(jìn)制的由來),具體如下圖所示:

wKgZomU1-IOAetYYAAMdeq2wjaE022.png



是不是看的有點(diǎn)頭暈,不過還沒完!還需要引進(jìn)3個(gè)名詞frp=flip(翻轉(zhuǎn))、rotate(旋轉(zhuǎn))和polarity(反極性)。

每個(gè)狀態(tài)都有5個(gè)不同狀態(tài)可被切換,然后通過FRP的組合分別代表,如下圖:

wKgZomU1-IOAF5cHAADJm09q7nQ569.png



什么含義呢?f=1代表極性變化,但不旋轉(zhuǎn),而且rp兩個(gè)符號位無效;f=0代表rp符號位有效;r=1代表順時(shí)針旋轉(zhuǎn);r=0代表逆時(shí)針旋轉(zhuǎn);p=1代表極性變化;p=0代表極性不變。

例如000的含義是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)且極性不變,當(dāng)上個(gè)狀態(tài)是+X,則代表現(xiàn)在狀態(tài)變成了+Z;001的含義是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)且極性改變,仍然假設(shè)上個(gè)狀態(tài)是+X,則現(xiàn)在狀態(tài)變成了-Z了。

最后,端到端的傳輸過程是什么樣呢,如下圖所示,16bit先轉(zhuǎn)換成7個(gè)符號(每個(gè)符號3位,共21位),然后并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù),輸送到符號編碼器和3個(gè)線的驅(qū)動(dòng)器,接收端流程相反。

wKgZomU1-IOAUa8CAAN8EtDZ870495.png



具體16bit數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符號是通過查表的方式完成,具體如下表:

wKgZomU1-ISAFnysAARu8lMpfmY783.png



例如數(shù)據(jù)0x4fff),查表得知7個(gè)符號是S1=(1,X,X),S2~S6=(0,1,1)。

首先0x4fff在0x4000~0x4fff區(qū)域,則f=(0,0,0,0,0,0,1),順序是S6~S1;至于r和p,通過下式得知: 0x4fff=(0100 1111 1111 1111)=(0,1,0,0,ro6,po6……ro1,po1)

wKgZomU1-ISAIOw2AAClLGfEI6c062.png


審核編輯 黃宇

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