利用高速Gear3 MIPI M-PHY IP降低移动应用功耗

1、利用高利用高速速Gear3 MIPI M-PHY IP降低移动应用中的功耗降低移动应用中的功耗内内容提容提要要 2014 Synopsys. All rights reserved.2移动电移动电子子设设备备市场趋市场趋势势 MIPI M-PHY的特性和优势 M-PHY 节能状态权衡移动应用中基于M-PHY的协议应对将基于M-PHY的协议集成进SoC所面临的挑战如何利用 MIPI M-PHY HS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间 小结问答 2014 Synopsys. All rights reserved.3T Tababl letetP Porort ta ablble e P PC

2、 C D Desesk kt topop P PC C资料来源 : IDC Worldwide Quarterly Smart Connected Device Tracker, 2013年9月11日S Smamar rt tphpho on ne e 2014 Synopsys. All rights reserved.4低成本蜂窝电话低成本蜂窝电话低端移动设备低端移动设备高端移动设备高端移动设备 CSI 照相机 DSI 显示器 UFS 存储器 芯片至芯片连接 HSI, HSIC, C2C SSIC, M-PCIe, LLI 2014 Synopsys. All rights reserve

3、d.5主机主机 SoC 应用处理器 调制解调器 配套芯片器件器件 图像传感器 显示器 存储器 RFIC 电源管理 传感器资料来源: MIPI Alliance无线连无线连接接数字家庭数字家庭/ /办公办公室室移动多媒体移动多媒体 照相机 显示器 存储器 互连 基带至RFIC RFIC接口 互连 照相机 显示器 互连汽车与工业汽车与工业 照相机 显示器 互连移动移动 2014 Synopsys. All rights reserved.6受移动影响的受移动影响的MIPMIPI I接口满足可靠性、互操作性和可扩展性接口满足可靠性、互操作性和可扩展性图像 传感器应用处理器可扩展、低引脚数量的平台低功

4、耗和低成本 2014 Synopsys. All rights reserved.7 2014 Synopsys. All rights reserved.8 D D-PHY-PHY CSI-2 DSI M M-PHY-PHY MIPI DigRFv4 MIPI LLI MIPI CSI-3 MIPI DSI-2 JEDEC UFS USB 3.0 SSIC M-PCIe资料来源: MIPI Alliance 2014 Synopsys. All rights reserved.9M-PHY类型 1M-PHY类型 2DSICSI-2DIGRF v4LLIM-PCIeSSICUniProDSI-

5、2CSI-3UFSD-PHY 2014 Synopsys. All rights reserved.10 您在当前的SoC中使用MIPI IP吗？ 是的，我在用第三方供应商提供的MIPI IP 是的，我在用公司内部的MIPI IP不在用，但我计划在新项目中使用它 不在用，我的设计中不需要MIPI IP内内容提容提要要 2014 Synopsys. All rights reserved.11移动电子设备市场趋势 MIPMIPI I M M- -PHYPHY的的特性和特性和优优势势 M-PHY 节能状态权衡移动应用中基于M-PHY的协议应对将基于M-PHY的协议集成进SoC所面临的挑战如何利用

6、MIPI M-PHY HS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间 小结问答 2014 Synopsys. All rights reserved.12 用于非关键数据或控制传输的高速和低速突发模式多种速度 在节能状态时可显著降低功耗低功耗 从高速突发到节能状态，反之亦然非常快的转换 在进入高速突发模式时不需要训练序列没有训练序列 可以通过规划系统架构实现连续地工作，并降低总的系统功耗最优化的架构 引脚数量较少，电磁干扰低，工作和待机功耗低，延时小，可扩展M-PHY“友好地移动”低功率突发具有快速进入和恢复功能的低功耗待机模式对移动应用很重要的特性：引脚数量少，电磁干扰低 2014 Synops

7、ys. All rights reserved.13 2014 Synopsys. All rights reserved.14 高性能 可扩展性 带宽 通道数量资料来源: MIPI Alliance, M-PHY 通道例子 (*)(*) 图形是MIPI Alliance的财产 2014 Synopsys. All rights reserved.15特性特性类型类型-I类型类型-II配置功能(LINE-CFG)有无用于低速突发的信号机制自身提供时钟与共享参考时钟具有NRZ同步关系媒体转换器 (MC)支持不支持要求共享的参考时钟共享时钟是可选项共享时钟是必配项 2014 Synopsys. A

8、ll rights reserved.16主机主机设备设备主机主机设备设备内内容提容提要要 2014 Synopsys. All rights reserved.17移动电子设备市场趋势 MIPI M-PHY的特性和优势 M-PHM-PHY Y 节能节能状状态权态权衡衡移动应用中基于M-PHY的协议应对将基于M-PHY的协议集成进SoC所面临的挑战如何利用 MIPI M-PHY HS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间 小结问答 2014 Synopsys. All rights reserved.18资料来源: MIPI Alliance 2014 Synopsys. All rights

9、 reserved.19(mW)TESTESA AT TUnpoweredPoweredHibernateSLEEPSTALLE E S SV VA A S S高速突发低速突发脉冲状态脉冲状态高速模式 Gear1-3低速模式PWM Gear0-7仅仅M-M-PHYPHY 类型类型- -1 1 2014 Synopsys. All rights reserved.20(mW)未加电加电休眠睡眠停止节能状态节能状态TESTESA ALSHSS ST TBURSTBURSTST ST R RU U B B节能状态 IP加电下的最低 功耗未加电状态超低功耗 保持配置.设置低速模式 节能状态快速 跃迁至

10、 低速突发高速模式 节能使能快速 突发启动 2014 Synopsys. All rights reserved.21支持很低的总体系统功耗 这些突发具有对功耗/成本/电磁干扰来说理想的突发速度 突发比特尽可能快的转为最低功耗模式以节省总的功耗高速Gear3 停止和休眠高速G(n) 高速G(n-1) * 2 当通道数翻倍时功耗不到2倍 2014 Synopsys. All rights reserved.22内内容提容提要要 2014 Synopsys. All rights reserved.23移动电子设备市场趋势 MIPI M-PHY的特性和优势 M-PHY 节能状态权衡移动应移动应用用

11、中中基于基于M M- -PHPHY Y的的协协议议应对将基于M-PHY的协议集成进SoC所面临的挑战如何利用 MIPI M-PHY HS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间 小结问答 2014 Synopsys. All rights reserved.24 2014 Synopsys. All rights reserved.25 在您的下一个设计中您将考虑使用哪种基于MIPI的接口？ (多选) CSI-2, DSI UFS/UniPro SSIC M-PCIe DigRF其它一个也没有 2014 Synopsys. All rights reserved.26USB 3.0 推进小组与M

12、IPI Alliance之间的合作- USB 3.0速度- 更少的引脚，更低的功耗 复用USB驱动程序SoCSoC设备设备USUSB B 3.3.0 0 主机主机USUSB B 3.3.0 0 PIPIPE3 PE3 PHYPHYUSUSB B 3.3.0 0 器件器件USUSB B 3.3.0 0 PIPIPE3 PE3 PHYPHYSoCSoC设备设备PIPIPE3PE3至至 M-M-PHYPHY 桥桥MIMIPIPI M-M-PHYPHYUSUSB B 3.3.0 0 器件器件MIMIPIPI M-M-PHYPHYUSUSB B 3.3.0 0 主机主机PIPIPEPE3 3至至M-M-

13、PHYPHY桥桥连接器 线缆电路板 PCI-SIG和MIPI Alliance之 间的合作 ECN到PCIe规范 复用PCIe生态系统SoCSoC设备设备PCPCIeIe RCRCPCPCIeIe PHYPHYPCPCIeIe EPEPPCPCIeIe PHYPHYSoCSoC设备设备PIPIPE4PE4 至至 M-M-PHYPHY 桥桥MIMIPIPI M-M-PHYPHYPCPCIeIe EPEPMIMIPIPI M-M-PHYPHYPCPCIeIe RCRCPIPIPEPE4 4 至至M-M-PHYPHY 桥桥电路板电路板 2014 Synopsys. All rights reserv

14、ed.27IQDACIQADCDACADCMUXPLLDRAMUSBSSICM-PCIe电池/ PMIC应用处理器应用处理器 2014 Synopsys. All rights reserved.28RFIC基带基带 调调制制解调器解调器reserved. 29应用 处理器UFS存储设备UFS主机控制器M-PHYM-PHYUniPro 控制器UFS主机 软件 2014 Synopsys. All rights内内容提容提要要 2014 Synopsys. All rights reserved.30移动电子设备市场趋势 MIPI M-PHY的特性和优势 M-PHY 节能状态权衡移动应用中基于M

15、-PHY的协议应对将应对将基于基于M M- -PHYPHY的的协协议议集集成成进进SoSoC C所所面面临的挑临的挑战战如何利用 MIPI M-PHY HS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间 小结问答应对信号完整性挑战应对信号完整性挑战FR4插损随频率增加而增加，特别是在有较长的通道长度(L)时。 2014 Synopsys. All rights reserved.31 2014 Synopsys. All rights reserved.32去加重波形图双抽头去加重滤波器 2014 Synopsys. All rights reserved.33滤波器频率响应：加重等级越高，低频/高频

16、信号衰减就越大没有采取去加重措施在在35cm35cm F FR4R4 P PC CB B通道之后的通道之后的 去加重设置效应去加重设置效应 2014 Synopsys. All rights reserved.34采取了-3.5dB去加重措施 2014 Synopsys. All rights reserved.35在在35cm35cm F FR4R4 P PC CB B通道之后的通道之后的 去加重设置效应去加重设置效应采取了-6.0dB去加重措施 2014 Synopsys. All rights reserved.36在在35cm35cm F FR4R4 P PC CB B通道之后的通道之

17、后的 去加重设置效应去加重设置效应 2014 Synopsys. All rights reserved.37MIPI M-PHY实现支持多种方法减少系统中的电磁干扰EMI减少减少特特性性可用设置可用设置差分放大设置SA, LA抖动模式支持内部抖动-4 +5 UI比特率选择速率 A 和 B受控共模辐射PSD, 功率谱密度,模板限制在您的下一个设计中您计划在哪个工艺节点使用M-PHY? 16/14nm 28nm 40nm 65nm 其它 没有计划使用M-PHY 2014 Synopsys. All rights reserved.38内内容提容提要要 2014 Synopsys. All rig

18、hts reserved.39移动电子设备市场趋势 MIPI M-PHY的特性和优势 M-PHY 节能状态权衡移动应用中基于M-PHY的协议应对将基于M-PHY的协议集成进SoC所面临的挑战如何利如何利用用 MIMIP PI I M M- -PHPHY Y H HS S- -G Gearear3 3降降低风低风险险、缩短、缩短产产品品上上市时市时间间小结 问答 2014 Synopsys. All rights reserved.40 Gear3设计支持M-PHY 规范v3.0未来保证 快速进入/退出各种功耗模式 高速和低速突发选项下的功率效率低功耗 针对类型-I和类型-II协议进行了优化的应

19、用 多样化的通道配置紧凑 由声誉好、拥有丰富硅片经验的供应商提供经硅片验证的解决方案 完整集成并用目标协议进行了验证低风险 集成了事实标准协议：UFS、UniPro、SSIC、M-PCIe、DigRFv4、LLI可互操作M M- -PHYPHY与与UFUFS S、SSICSSIC、M M- -P PC CI Ie e 控制器的控制器的 可互操作性可互操作性经硅片验证的经硅片验证的 高速高速-Gea-Gear r3 3速率速率 B B 2014 Synopsys. All rights reserved.41内内容提容提要要 2014 Synopsys. All rights reserved.

20、42移动电子设备市场趋势 MIPI M-PHY的特性和优势 M-PHY 节能状态权衡移动应用中基于M-PHY的协议应对将基于M-PHY的协议集成进SoC所面临的挑战如何利用 MIPI M-PHY HS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间小结小结问答 2014 Synopsys. All rights reserved.43 用于非关键数据或控制传输的高速和低速突发模式多种速度 在节能状态时可显著降低功耗低功耗 从高速突发到节能状态，反之亦然非常快速的跃迁 在进入高速突发模式时不需要训练系列没有训练序列 可以通过规划系统架构实现连贯地工作，并降低总的系统功耗最优化的架构 引脚数量较少，电磁干扰低，工作和待机功耗低，延时小，可扩展M-PHY“友好的移动”应用应用处理器处理器基带基带ICIC 2014 Synopsys. All rights reserved.44D DS SI I2G2G/3G/3G RFRF I IC CDigRDigRF F 3G 3G 从器从器件件D DigRigRF F 3G3GDigRDigRF F v v4 4 主器件主器件4G4G RFRF I IC CDigRDigRF F v v4 4 从器件从器件D DigRigRF F v v4 4M-PHYM-PHYLLILLIM-PHYM-PHYM-PHY