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MIPI协议中的DSI和CSI是什么?

发布时间:2022-01-04   作者:lishuangshun 浏览量:

     随着智能手机平板电脑的普及,人们对于智能手机的需求越来越高,一部手机里也需要许多的配件连接在一起,如果将这些不同接口的原件放在一个设备里,在由于接口的不同,令元器件的选择有一定的局限性和匹配难度。就拿一个小小的摄像头来说,摄像头有很多不同的型号,每个摄像头有自己的接口模块,不同的厂家又有不同的接口模块,这样不论是对手机厂商还是配件厂商来说,合作的可能性都要打折再打折。

     为了解决这一问题,在2003年ARM、诺基亚、意法半导体和德州仪器等几家具有代表性的公司成立了MIPI联盟,他们希望把手机内部的接口规范化,比如摄像头接口,显示屏接口,内存存储接口等都进行一个标准规范,大家的产品可以百花齐放,但是接口全都基于同一标准进行设计,这样各个厂家之间就可以根据芯片和模块的性能互相合作,而不用被接口不通所困扰。我们管定义接口的规范称之为MIPI协议,那么可想而知,MIPI协议并不是单单一个协议,MIPI协议中包含了很多部件接口的协议规范。

     今天我们所说的MIPI CSI 和 MIPI DSI就是MIPI协议中的一种,这两个协议是MIPI协议中比较成熟的接口协议,DSI是显示接口,承载的是针对于display应用,CSI是摄像头接口,承载的是针对于。这些接口的规范标准不仅仅包含了物理层的时序定义,还包含了上层的传输协议、数据处理协议和应用层协议,总体来说协议结构还是比较复杂的,DSI的协议层结构如下图所示。

      物理层(PHY layer)定义了传输的媒介(导电体),输入/输出电路以及能够从串行比特流中捕获1 和0 的时钟采样电路。同时,物理层还定义了时钟和数据在时序上的相互关系,和信号的电气特性、参数等;并且物理层也规范了数据传输的开始和传输的结束,以及频带以外的、可以在发送端的物理层和接收端的物理层之间互相传送的信息;还规定了传输媒介的特性和电气参数以及时钟和数据的时序关系。MIPI协议中,CSI和DSI的物理层是有专门的工作组负责制定的,标准为D-PHY。D-PHY采用1对源同步的差分时钟和1~4对差分数据线来进行数据传输。数据传输采用DDR的方式,就是在时钟的上下边沿都有数据传输。
      D--—PHY的物理层支持低功耗信号模式和高速信号模式两种工作模式。高速信号模式下采用低压差分信号,功耗较大,但是用于高速数据传输,数据速率为80Mbps~1Gbps。 低功耗信号模式下采用单端信号,数据速率很低,最大只有10Mbps,但是相应的功耗也很低,主要用于控制。两种模式的结合保证了MIPI总线在需要传输大量数据时可以高速传输,而在不需要大数据量传输时又能够减少功耗。

     Lane管理层:为了性能不断提升,CSI-2是通道可扩展的。数据通道数目可以是1,2,3,4,这个依赖于应用中的带宽需求。在接口发送端,接口发送端分配输出数据流到一个或更多通道。在接收端,接口收集各个通道传输的分散数据并将之合并成为重新组合的数据流,恢复原始数据流序。

     DSI接口:MIPI联盟日前正式发布了针对移动电话的显示器串行接口规范。DSI基于MIPI的高速、低功率可扩展串行互联的D-PHY物理层规范。基于SLVS的物理层支持高达1Gbps的数据速率,同时产生极小的噪声。基于核心D-PHY技术,DSI增加了功能以满足移动设备显示子系统的需要,包括低功率模式,双向通信,16、18和24位像素的本国语言支持,并具备单一接口驱动4块显示屏的能力,以及对缓冲和非缓冲面板的支持。

     串行接口一般采用差分结构,利用几百mV的差分信号,在收发端之间传送数据。串行比并行相比:更节省PCB板的布线面积,增强空间利用率;差分信号增强了自身的EMI抗干扰能力,同时减少了对其他信号的干扰;低的电压摆幅可以做到更高的速度,更小的功耗。

     MIPI协议还是一个在逐渐完善逐渐发展的规范,它已经不单单适用于手机行业,发现到现在无人机、自动驾驶系统、智能机器人也都可以看到MIPI协议的身影。它使小型电子设备市场更加的规范化,令各种新兴产业有了无限的可能。当然MIPI是否可以一直走下去我们不知道,还是取决于市场的选择,但是相信大家为了行业可以走的更远,都愿意为MIPI协议的完善做出一份贡献。
      经过明德扬工程师的研究,明德扬也基于FPGA实现了MIPI协议,并成功将MIPI协议使用在无人机视频图像传播等领域,得到了客户的一致好评。如果您想要学习FPGA,想要学习MIPI在项目上的使用,那就选择明德扬;如果您是生产厂家,需要定制适合自己产品的FPGA模块,那么也请您选择明德扬,相信我们不会辜负您的信任,给您最满意的成果!
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