利用高速Gear3MIPIM-PHYIP降低移动应用功耗

利用高速Gear3MIPIM-PHYIP降低移动应用功耗第一页，共44页。内容提要移动电子设备市场趋势MIPIM-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

MIPIM-PHY

HS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间小结问答22014Synopsys.Allrightsreserved.第二页，共44页。移动设备的增长率和成熟度智能手机主导，平板电脑适度增长TabletPortablePCDesktop

PC资料来源:IDCWorldwideQuarterlySmartConnectedDeviceTracker,2013年9月11日Smartphone32014Synopsys.Allrightsreserved.第三页，共44页。MIPI接口的目标市场高端和低端移动设备低成本蜂窝电话低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,

C2CSSIC,M-PCIe,

LLI42014Synopsys.Allrightsreserved.第四页，共44页。移动平台中的MIPI接口• 主机SoC– 应用处理器– 调制解调器– 配套芯片• 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:MIPIAlliance52014Synopsys.Allrightsreserved.第五页，共44页。无线连接

数字家庭/办公室移动多媒体•照相机•

显示器•存储器•

互连基带至RFICRFIC接口•互连•

照相机•

显示器•

互连汽车与工业•

照相机•

显示器•互连移动‘移动接口’到其它应用的渗透传统移动应用受移动影响的62014Synopsys.Allrightsreserved.第六页，共44页。MIPI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•低功耗和低成本72014Synopsys.Allrightsreserved.第七页，共44页。基于M-PHY的新MIPI接口D-PHYCSI-2DSIM-PHYMIPIDigRFv4MIPILLIMIPICSI-3MIPIDSI-2JEDECUFSUSB3.0SSICM-PCIe资料来源:MIPIAlliance82014Synopsys.Allrightsreserved.第八页，共44页。MIPIPHY系统概述M-PHY类型1M-PHY类型2DSICSI-2DIGRFv4LLIM-PCIeSSICUniProDSI-2CSI-3UFSD-PHY92014Synopsys.Allrightsreserved.第九页，共44页。调查问卷

#1• 您在当前的SoC中使用MIPIIP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MIPIIP102014Synopsys.Allrightsreserved.第十页，共44页。内容提要移动电子设备市场趋势MIPIM-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MIPIM-PHYHS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间小结问答112014Synopsys.Allrightsreserved.第十一页，共44页。MIPIM-PHY:“友好地移动”•

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”122014Synopsys.Allrightsreserved.第十二页，共44页。• 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M-PHY:

针对移动应用进行了优化132014Synopsys.Allrightsreserved.第十三页，共44页。M-PHY:高度可扩展性传输模式和速度•

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142014Synopsys.Allrightsreserved.第十四页，共44页。MIPIM-PHY类型-I和类型-II特性类型-I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152014Synopsys.Allrightsreserved.第十五页，共44页。M-PHY:时钟灵活性主机设备主机设备162014Synopsys.Allrightsreserved.第十六页，共44页。内容提要移动电子设备市场趋势MIPIM-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172014Synopsys.Allrightsreserved.第十七页，共44页。M-PHY节能状态Rx状态机资料来源:MIPIAlliance182014Synopsys.Allrightsreserved.第十八页，共44页。M-PHY类型1高速和低速突发状态(mW)TESATUnpowered Powered Hibernate SLEEP STALL ESVAS高速突发低速突发脉冲状态高速模式Gear1-3低速模式PWMGear0-7仅M-PHY类型-1192014Synopsys.Allrightsreserved.第十九页，共44页。M-PHY节能状态额外状态(mW)未加电加电休眠睡眠停止节能状态TESALS HS STBURST BURST STRUB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低速突发高速模式节能使能快速突发启动202014Synopsys.Allrightsreserved.第二十页，共44页。突发操作典型应用中的突发传输和M-PHY状态• 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212014Synopsys.Allrightsreserved.第二十一页，共44页。• 高速G(n)

<高速G(n-1)*2• 当通道数翻倍时功耗不到2倍基于通道数和Gear数的功耗比较222014Synopsys.Allrightsreserved.第二十二页，共44页。内容提要移动电子设备市场趋势MIPIM-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

MIPIM-PHYHS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间小结问答232014Synopsys.Allrightsreserved.第二十三页，共44页。移动平台中的M-PHY应用242014Synopsys.Allrightsreserved.第二十四页，共44页。调查问卷#2• 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,DSIUFS/UniProSSICM-PCIeDigRF– 其它– 一个也没有252014Synopsys.Allrightsreserved.第二十五页，共44页。USB超高速芯片互连(SSIC)PCB上使用MIPIM-PHY的USB• USB3.0推进小组与MIPIAlliance之间的合作-

USB3.0速度-

更少的引脚，更低的功耗• 复用USB驱动程序SoC设备USB3.0

主机USB3.0PIPE3PHYUSB3.0

器件USB

3.0PIPE3PHYSoC设备PIPE3至M-PHY

桥MIPIM-PHYUSB

3.0器件MIPIM-PHYUSB3.0主机PIPE3至M-PHY桥连接器线缆电路板262014Synopsys.Allrightsreserved.第二十六页，共44页。PCI-SIG和MIPIAlliance之间的合作ECN到PCIe规范• 复用PCIe生态系统SoC设备PCIeRCPCIePHYPCIeEPPCIePHYSoC设备PIPE4

至M-PHY桥MIPI

M-PHYPCIeEPMIPIM-PHYPCIeRCPIPE4

至M-PHY

桥电路板电路板带MIPIPHY的M-PCIe接口272014Synopsys.Allrightsreserved.第二十七页，共44页。IQDACIQADCDACADCMUXPLLDRAMUSBSSICM-PCIe电池/PMIC应用处理器应用例子：基带芯片M-PCIe,SSIC和USB接口RFIC基带调制解调器282014Synopsys.Allrightsreserved.第二十八页，共44页。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主机软件带MIPIM-PHY的UFS-UniPro接口©

2014Synopsys.

All

rights第二十九页，共44页。内容提要移动电子设备市场趋势MIPIM-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

MIPIM-PHY

HS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间小结问答302014Synopsys.Allrightsreserved.第三十页，共44页。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。312014Synopsys.Allrightsreserved.第三十一页，共44页。应对信号完整性挑战去加重波形图双抽头去加重滤波器322014Synopsys.Allrightsreserved.第三十二页，共44页。应对信号完整性挑战滤波器频率响应：加重等级越高，低频/高频信号衰减就越大332014Synopsys.Allrightsreserved.第三十三页，共44页。没有采取去加重措施在35cmFR4

PCB通道之后的去加重设置效应342014Synopsys.Allrightsreserved.第三十四页，共44页。采取了-3.5dB去加重措施在35cmFR4

PCB通道之后的去加重设置效应352014Synopsys.Allrightsreserved.第三十五页，共44页。采取了-6.0dB去加重措施在35cm

FR4PCB通道之后的去加重设置效应362014Synopsys.Allrightsreserved.第三十六页，共44页。减少电磁干扰(EMI)MIPI

M-PHY实现支持多种方法减少系统中的电磁干扰EMI减少特性可用设置差分放大设置SA,LA抖动模式支持内部抖动-4…+5UI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372014Synopsys.Allrightsreserved.第三十七页，共44页。• 在您的下一个设计中您计划在哪个工艺节点使用M-PHY?– 16/14nm28nm40nm65nm– 其它– 没有计划使用M-PHY调查问卷#3382014Synopsys.Allrightsreserved.第三十八页，共44页。内容提要移动电子设备市场趋势MIPIM-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

MIPIM-PHYHS-Gear3降低风险、缩短产品上市时间小结问答392014Synopsys.Allrightsreserved.第三十九页，共44页。M-PHY关键普及因素未来保证，可互操作，低风险，低的总体系统功耗•

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•