MIPI技术发展及测试方案

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1、MIPI技术的发展、常见问题及测量方法安捷伦科技(中国)有限公司马卓凡2012.7最近一段时间有不少手机芯片、智能手机、摄像头和显示模块客户等对MIPI的测试方案很感兴趣，对传统的无线应用的客户来说，这个领域还是比较新的，作者写作本文的目的是对MIPI技术的发展状况及D-PHY测试中常见的问题、测试内容、方法进行梳理，以及对MIPI标准的进展进行总结，希望能帮助读者更加深入理解这个总线的测试原理和方案。MIPI的概况随着3G、LTE以及4G标准的发展，智能手机也呈现爆炸式增长，手机也不再仅仅是简单的语音通话和收发短信的工具，而越来越成为一个智能终端，除了手机的基本功能之外，它还能实现高分辨率

2、显示，高像素拍照，高速的数据下载传输，以及高性能的图形处理及软件处理能力。从内在来看，这推动着芯片间及模组间的数据传输速率呈指数性增长，另一个方面，为了能够简化设计和提高芯片间及模组间的兼容性，统一的接口标准也是一大发展趋势。MIPI联盟正是在这样的技术发展背景下应运而生，它的全称是MobileIndustryProcessorInterface(移动产业处理器接口)。这个联盟是一个开放的会员制组织，旨在推进标准化的应用处理器接口，鼓励所有移动设备行业的公司参加，其中包括半导体厂商，软件厂商，IP供应商，外围设备制造商，测试实验室和终端产品的制造商。根据MIPI联盟官方网站MIPI.org上

3、引用的IPNes提供的研究报告预计，到2013年MIPI规范在智能手机中的普及率将达到100%，到2015年在其它类型手机中也将达到90%。MIPI联盟的目的是在移动设备比如智能手机和平板电脑等硬件和软件建立接口标准，通过一套标准的硬件接口，将各种外设产品及不同的供应商产品能够与众多的处理器或SOC能够兼容对接。另外软件的标准化也会提高设计可重用性，降低参与者的进入市场的时间。下图来源于MIPI官方网站，这张图给出了MIPI涵盖的所有的接口总线。MIPI联盟已经完成了在物理层接口标准（D-PHY标准和M-PHY标准），相机接口（CSI），显示屏接口（DSI），基带与射频IC之间的接口（Dig

4、RF标准），通用闪存总线(UFS，属于JEDEC标准)等等，甚至定义了芯片间互联超高速总线(SSIC，基于USB3.0标准)也在最近刚刚发布。从上图可见，基于不同的协议标准和应用，物理层将采用统一的MIPID-PHY和M-PHY标准，早期主要是摄像头接口(CSI)和显示接口标准(DSI)在驱动着MIPID-PHY标准，统一的物理层接口方便了系统设计采用不同厂商的芯片和模组的兼容。随着显示屏的分辨率的提升，摄像头传感器的像素提升，MIPID-PHY的信号速率也要求越来越高，D-PHY标准支持的单一lane信号速率甚至达到1.5Gbps。但在未来由于更高的需求，MIPI总线速率还会进一步提升，举

5、一个例子，如果手机上的12bit的12M像素相机拍摄视频，如果原始数据刘以30fps的速率传输，信号速率就会达到12Mx12-bitx30fps=4.32Gbps。未来除了显示和摄像头接口之外，DigRFv4，UFS,LLI，CSI-3,DSI-2都会统一采用新的MIPIM-PHY的标准。2012年7月13日，MIPI组织发布了经过MIPI成员的讨论后刚刚发布了M-PHY2.0标准，感兴趣的读者可以到MIPI的网站去下载，该标准支持MIPIHS-Gear2，也为HS-Gear3做好了准备。MIPIM-PHY和MIPID-PHY的差异M-PHY相对于D-PHY来说，为了支持更高的数据吞吐能力，

6、以及实现更低的功耗，M-PHY采用了高速串行总线经常采用的机制，比如8b/10b编码，采用内嵌时钟，接收端使用CDR做时钟恢复。这样做的另一个目的也是为了更好的覆盖DigRFV4,UniPro等协议和应用。归纳来说，D-PHY和M-PHY的主要差异如下：MIPID-PHYMIPIM-PHY链路传输机制单向或半双工全双工每个链路数据速率HS,HighSeed>80Mb/s~1¼,2½,5Gb/s(极限<1Gb/s)~1½,3,6Gb/sLP,LowPower<10Mb/s10k-600Mb/s电气特性HSSLVS-200SLVS-120LPLVCMOS1.2VSLVS-200w/oRX-RTH

7、S信号时钟机制源同步内嵌时钟编码机制无或者8b/9b8b/10b接收端是否需要CDR不需要需要功耗较低更低MIPI组织的架构和Agilent的地位Agilent自从2006年开始就成为了MIPI组织的贡献成员(Contributer)，负责MIPI规范的制订和测试方案的开发，在MIPI组织的网站上，你可以找到许多安捷伦参与的身影。MIPI的测试规范，可以从下面连接查找https://members.mipi.