完整版MIPIDSI协议介绍

1、一、MIPIMIPI （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：工胸庭Omera工乍阻MIPI Camera Seial Into-raro 1 0 s：ipcirficatonCamera Set id I interrace 2 vl 0(CSl-2)guix工作用暂无叫炉工恢* DigRF BASEBANDRF DIGITAL INTERFACE SFECIFICATICN Version 1.12口皿的工作免

2、 DOI 2* DPI-； DSI-DCS高速同空接口二布铝 HSI 1.0接口囱函架二年犯暂无氐旅多点咨搜工作组* SLlMbusWNU墟件_L作现哲立林理基T作明 D-PHY* M-PMV智夫条就电源管理二件阻 SPMI枪测与诋if：工作轲暂无骁一力议工作蛆-UniFro 1FIF二、MIPI联盟的MIPI DSI规范1、名词解释? DCS （DisplayCommandSet） : DCS是一个标准化的命令集，用于命令模式的显示模组。? DSI, CSI （DisplaySerialInterface, CameraSerialInterface? DSI定义了一个位于处理器和显示模组之

3、间的高速串行接口。? CSI定义了一个位于处理器和摄像模组之间的高速串行接口。? D-PHY :提供DSI和CSI的物理层定义2、DSI分层结构DSI分四层，对应 D-PHY、DSI、DCS规范、分层结构图如下：? PHY定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。? Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。? Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。? Application层：描述高层编码和解析数据流。PeripheralApplication ProcessorN - bioh Sneed Urrli忙廿irtn.V 口

4、排白 DCS speca DSIspec D-PHYspec3、Command 和 Video 模式? DSI兼容的外设支持 Command或Video操作模式，用哪个模式由外设的构架决定? Command模式是指采用发送命令和数据到具有显示缓存的控制器。主机通过命令间接的 控制外设。Command模式采用双向接口? Video模式是指从主机传输到外设采用时实象素流。这种模式只能以高速传输。为减少复杂性和节约成本，只采用Video模式的系统可能只有一个单向数据路径三、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配置包括二IClach Multiplie

5、r UnitAdapter LayerD-PHYMaster 口呆a Lane 1odu eD-PHYMaster Ds：a Lane 1odu eAHHI - Attracted PHY-Frohml IMertaoe (mn甲喇 PHf 制I Lanes)PPI - PflY PrckKol Interfaca (pw Lard some signals can be shared with rmAjple Lanas)D-PHY-.laster Clock _an ModuleD-PHYSle/e Clot* Lsne PAcdukD-PHYSla；e Dta -ane ModuleD-

6、PHYSia je Deta Lans Modu ePHY ：Master SidePHYSlave SidePHYAdapterLiayer?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

7、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?

8、Master, Slave : HS-TX, LP-TX, HS-RX, LP-RX, LP-CD3、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 -

9、00- LP-01 - LP -00)? High-Speed mode request (LP- 11 - LP -01 - LP -00)? Turnaround request (LP -11 -LP-10fLp-00-LP -10fLp -00)? Escape mode 是数据Lane在LP状态下的一种特殊操作虹这种模式下，可以进入一些额外的功能：LPDT, ULPS, Trigger激据 Lane 进入 Escape mode 模式通过 LP-11- LP-10- LP-00- LP-01- LP-00?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

10、的动作? Escape mode 使用 Spaced-One-Hot Encoding加低功耗状态(Ultra-Low Power State )至个状态下，lines处于空状态(LP-00)?时钟Lane的超低功耗状态加钟 Lane 通过 LP-11 -LP-10-LP-00 进入 ULPS 状态碰过LP-10 一 TWAKEUPfLP -11退出这种状态，最小 TWAKEUP 时间为1msTriggerHSTTurnaroundLP4K)100010Wait LPDTTriggerMasterLP-01LP-11TriggerTurnaroundLPSTOHS-Prpr LP-OC Esc

11、ape R ModeMode?高速数据传输出送高速串行数据的行为称为高速数据传输或触发( burst)总部Lanes门同步开始，结束的时间可能不同。加钟应该处于高速模式?各模操作式下的传输过程他入 Escape 模式的过程 ：LP-11 - LP-10-LP-00fLp-01 -LP-00-Entry Code f LPD (10MHz)他出Escape模式的过程：LP-10- LP-11他入高速模式的过程：LP-11 -LP-01 -LP-00-SoT(00011101) - HSD (80Mbps 1Gbps)他出高速模式的过程：EoTLP -11姆制模式-BTA 传输过程：LP-11 -

12、LP-10-LP-00fLp-10-LP-00姆制模式-BTA 接收过程：LP-00- LP-10- LP-11?状态转换关系图HS-PrprVr HS-Rqst LP-00 J * Ryte N1LoTEqTNumber of Bytes, NTitransmitted Is NOT an integer multiple of the number of lanes:Data Lane 0 finishes 1 byte laler than Dqta Lane 1Byte N-5 Y Byte N-S T Byte N-1 Y EoTKEY：EoT -End of Transmissio

13、nLPS-Low Power State SoT-Start of Transmission?短帧：4 bytes （固定）?长帧：665541 bytes （可变）?两个数据Lane高速传输示2、短帧结构?帧头部（4个字节）?数据标识（DI） 1个字节?帧数据-2个字节（长度固定为2个字节）?错误检测（ECC） 1个字节?帧大小?长度固定为4个字节3、长帧结构?帧头部（4个字节）?数据标识（DI） 1个字节?数据方t数-2个字节（数据填充的个数）?错误检测（ECC） 1个字节激据填充（0-65535字节）?长度=WC*字节?帧尾：校验和（2个字节）?帧大小：? 4 + （065535） +

14、2 = 6 65541 字节4、帧数据类型Data Type,DescriptionP3GK 侦 SizeDCSV 口PKTGNPKT(binary)Olh000001Sync Event, V iync itartSfwrt11tl01 0Q015ync Eenr, V Sync EndSfwrtO21hID 0001Sj/nc Ev 自nt, H Sync StanSbwrt03lh11 0DC1Sync Eent, H Syne EndSfwrt0Mh00 100DEnd of Tran&n*i&3bn Packet2wrt：oO0QDQ1OCok)r Mede CM Ofl Comma

15、ndShrort0I2ti_01 0D1OColor Mode CM i On Command3Lo10 0010Shut Down Peripheral CcmniGudShort011 0D1DTurn On Penpher.al CommandShort003h00 0011Generic ggrt WRITE, g psramr?ShwitNQP13h01 0011Generic Short WRITE, 1 parameterSfwrt023hID 0011Generic Short VRITE, 2 paramstersShorto04h00 01QDGeneric READ, n

16、o parameiergSrtMX1Uh01 0100Gensrit RE4B. 1 parameterShort024tl10 0100Generic READ, 2 pjararneteraStic rt0渐00 0101DCS ARITE. nopsrameiers5卅中Q00ISh01 0101DCS WRITE： 1 parameterShortO00幅h00 OraDCS READ, no parametersSlicrt0003Th11 01111Set Max.imum Return Packet SueShwrtO0cOShDO 1DQ1Null Packet, no。过脑L

17、ongoo0I9tiQ1 1DQ1Blanking Packet, nc dataLong025h10 1001Gntric Leng WriteLong03gh11 1001DCS Long Wrile/write_LUT Command PacketLongo00OEh0D_111DPacket Pi?(el Stream,RGB 5-5 FormatSupport for 1 and 2 dati lane& mod也Long0lEhO1_111DPack el Pixel Stream, libit RGB 6- Format(Support for j Arid 2 dota lar

18、be& mode)Long02Eh1Q_1110Pach&l Piml Strwm, 1&bit RGB Loosely 6-6-6Fomat (Support for 1 and 2 dati lanee mod后，Long03EH11 1110Packed Pixel Siresmn 24bit RGB,Format(Support f&r1 , 2 and 3 data lan#s mwmLong0 xDhAF+i,xx OOOOXX 1111DO MOT USEAll unspeerfied codes are reserved五、MIPI DSI信号测量实例1、MIPI DSI在Lo

19、w Power模式下的信号测量图Ol3k14220mst15S.40000H1SP1LP1110001(1一其,this i& a BTA requ矽 from HOST P2 LPOO-1011. m is an ACK from SLAVE P31 Pl 1 -1 (jCO 1000. this isa BTA request from HOST P4,LP001011, this is an ACK from SLAVE P5: LP111GOO01OOh enler Escape modePO：LF 10。100。 100001 -01 00010001 0010OD.vvtiidi

20、is Sp3So 圳gdata seqgnp rmana 11100W1 (higher 刚87HmMns LPQT(low pow等dsita hesf剌P7,P6.P9P10 should be data Q5HliH,OOH,36H respectively.P11:LP10-11b means exit escaoe modeI2、MIPI的D-PHY和DSI的传输方式和操作模式? D-PHY和DSI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?

21、 D-PHY的操作模式? Escape mode, High -Speed(Burst) mode, Control mode? DSI的操作模式? Command Mode(类似于 MPU 接口)? Video Mode (类似于RGB接口)-必须用高速模式传输数据3、小结论?传输模式和操作模式是不同的概念? Video Mode操作模式下必须使用 High-Speed的传输模式? Command Mode 操作模式并没有规定使用High-Speed或Low Power的传输模式，或者说?即使外部LCD模组为Video Mode，但通常在LCD模组初始化时还是使用CommandMode模式来

22、读写寄存器，因为在低速下数据不容易出错并且容易测量。? Video Mode当然也可以用 High-Speed的方式来发送指令，Command Mode 操作模式也可以使用High-Speed ,只是没有必要这么做。以下是最近几个月在调试 MIPI DSI / CSI的一些经验总结，因为协议有专门的文档，所以这里就记录一些常用知识点:一、D-PHY1、传输模式LP ( Low-Power )模式：用于传输控制信号，最高速率 10 MHzHS ( High-Speed )模式：用于高速传输数据，速率范围80 Mbps , IGbps per Lane传输的最小单元为1个字节，采用小端的方式及 L

23、SB first , MSB last。2、Lane StatesLP mode 有 4 种状态：LP00、LP01 (0)、LP10 (1)、LP11 (Dp、Dn )HS mode 有 2 种状态： HS-0、HS-1HS发送器发送的数据 LP接收器看到的都是 LP00 ,3、Lane LevelsLP : 0 1.2VHS ： 100 300mV , HS common level = 200mV, swing = 200 mv4、操作模式在数据线上有3种可能的操作模式：Escape mode, High-Speed (Burst) mode and Control mode ,下面是从

24、停止状态进入相应模式需要的时序：* Escape mode 进入时序：LP11 - LP10-LP00-LP01 LP00,退出时序：LP10-LP11cmd : 0 x87 ,进入超低功当进入Escape mode需要发送8-bit entry command表明请求的动作，比如要进行低速数据传输则需要发送耗模式则发送 cmd : 0 x78。在DSI中LP通讯只用Data Lane 0 。* High-Speed mode 进入时序：LP11 - LP01fLp00-SoT(0001_1101),退出时序： EoT LP11 ,时序图如下:Dp/DnHS-00011101.j)0CX)C

25、30000HS-0VIH(min)VIILP41 LP-01LP-00*_ ThS*SETTl*Capture1ST Data Bit* Turnaround 进入时序：LP11 - LP10fLp00fLp10fLp00,退出时序：LP00fLp10fLp11这是开启BTA的时序，一般用于从 slave返回数据如ACK : 0 x845、时序要求在调试 DSI或者 CSI的时候， HS mode 下的几个时序非常重要：T_LPX , T_HS- SETTLET_HS -PREPARE + T_HS-ZEROT_HS-TRAIL , 一般遵循的原则为：Host 端的 T_HS-SETTLE S

26、lave 端的 T_HS-SETTLE 0二、DSI1、线路构成在DSI中需要1根时钟线以及1 4根数据线。2、两种接口的 LCDCommand mode (对应 MPU 接口)Video mode (对应 RGB 接口)该模式下视频数据只能通过HS mode传输。3、数据包类型短包：4 bytes ,由3部分组成：Data Identifier (DI) * 1byte : Contains the Virtual Channel7:6 and Data Type5:0.Packet Data * 2byte : Length is fixed at two bytesError Corre

27、ction Code (ECC) * Ibyte : allows single-bit errors to be corrected and 2-bit errors to be detected.长包：6 65541 bytes，同样由3部分组成：Packet Header(4 bytes)- 包头Data Identifier (DI) * 1byte : Contains the Virtual Channel7:6 and Data Type5:0.Word Count (WC) * 2byte : defines the number of bytes in the Data Pa

28、yload.Error Correction Code (ECC) * 1byte : allows single-bit errors to be corrected and 2-bit errors to be detected.Data Payload(065535 bytes)- 有效数据Length = WC KbytesPacket Footer(2 bytes) : Checksum - 包尾If the payload has length 0, then the Checksum calculation results in FFFFhIf the Checksum isn

29、t calculated, the Checksum value is 0000h 4、从控制器到外设发送的包类型Ejaila Ttf点;NCOlh 1 Lh00 O0C1QL 00015于nG E号&V 帛“jac gtm01,00= hoit22h10 poioShut Dowa Fiipheral Comma.ndOO, OO, 1E)Whoii52hOOjnTurn On Perirhernl Comman-i C5Short1h oi t W A1T . 1 pan teri &Uhl t2gh14QOO1 Q 1 (jQ w j j_ 0-100勺 ri。ftEHi 口. no i

30、?曰irQjnot上萼*O审9n专iig RE玛匚) X r京工311n4le目hQTiIL_1 fTi1 CC口 5h1-hQO O1CL ei oioiDC总 农民【丁巴，no QHT司merlprsDCS WRITF 1 riaShortSign06h00 0110DC* READ, no 山且1amy之i也Shou57h11 0111Set Maximum Return ?acke1 宜iHEShoitOShOEhoo inco00 1110End of Tran9m)cion (反 rp packei_ CO工 OF,Facked Pitel Stream, 16-bit RG白.5

31、6-S FormatL da*aLon也hOQh001001Null Packcif no dataTrong5Qh11 .1Q01DCS Lon WfiX/wril。LUT Comm and PacketLonga nd x Fh ifidoooo irw tillDO NOT USEAll nriiiegu*fijd_ cCdr-n af三 r,- r-rvd如果希望从外设读取数据或者状态，则在处理器发送完读取命令后还需要发送BTA命令，非读取命令在外设接收成功后会返回triggermessage 0 x84 。5、从外设到处理器数据包类型Da la Type (Hck)Dal。Type

32、(Binary)DeecriptioBPacker 00h -OlhOODGOstshI02h00 3 10Acknovrledte and Error RetellshI O3hO7h00 0011 000111kggrvjd|oeti001000End of T ransmisciontEgTiackHsh1 OQh .Wh00 iOOl -01 OODGervedlih010001(Je-neiic shoil LEAD Response, 1 byie returnedah12h010010(jenerie shod READ R电即xm*2 *1电诧皿2一shii -1%01 OOH

33、 -011001Revived1lAh011010Ge力靖出产 Lonif REALSDmsLc1iBh011011Kgseiyed_IChomooDCTREAL) Re牛fl-IDh .笈h011W1 -100000Reserved2111100001DCS Shorl F.EAD R*sphe. 1 byte relurnedsh22h100010DCS Shon &EAD Response. 2 byte leiurnedshI 23h-3Ph返回的数据一般分为 4个类型：10 0011-11 H1LReserved* Tearing Effect (TE) : trigger mess

34、age (BAh)Acknowledge : trigger message (84h)Acknowledge and Error Report : short packet (Data Type is 02h)Response to Read Request : short packet or long packetGeneric Read Response 、DCS Read Response (1byte, 2byte, multi byte )读取数据返回值解析示例如下：cpp view plaincopy- Acknowledge and Error report (if error

35、 occurs)Byte 0 is 0 x87 (escape mode low power data transmission header)Byte 1 is 0 x02 (Data type, 8.10 of“MIPI Alliance Specif ication for DSI”)Byte 3,2 are error report bits15:0 (8.9.5 of“MIPI Alliance Specification for DSI”)Byte 4 is the ECC, calculated from byte 1,2,3- Generic Short READ respon

36、seByte 0 is 0 x87 (escape mode low power data transmission header)Byte 1 is 0 x11 or 0 x12 (8.10 of“MIPI Alliance Specificationfor DSI”)Byte 2,3 are the read data. If only 1 byte is returned, byte 3 will be 0 x00Byte 4 is the ECC, calculated from byte 1,2,3- Long READ packet responseByte 0 is 0 x87

37、(escape mode low power data transmission header)Byte 1 is 0 x1A (8.10 of“MIPI Alliance Specificationfor DSI”)Byte 3,2 are the word count N (N=0 to 65535)Byte 4 is the ECC, calculated from byte 1,2,3Byte 5 to byte 5+N-1 are the N-byte read dataByte 5+N+1, byte 5+N are the checksum, calculated on byte

38、 5 to byte 5+N-1. Ifchecksum is not calculated by peripheral,this field is 0 x0000.6、Video模式的3种数据格式* Non-Burst Mode with Sync Pulses* Non-Burst Mode with Sync Events* Burst Mode*调试记录LCD半边闪屏问题，原厂给的信息：分析了系统板送出的 video mode timing ,瓷1ft摘要如下HSCLK: 160MHzPer lane bit-rate: 320Mbps (UI=3.125ns)HS SoT HS-prepare + HS-zero 条勺 155ns由上述的timing慎疑典现象是因IC HS data settle timing搭配不常所厚致看来是我们输出的 mipi信号HS-prepare + HS-zero 比LCD默认设置短引起的。还有随机整屏闪动的问题通过调节VFP和VBP的值调到了理想状态。另外LCD的VCC在使用