如何使用示波器分析手機中的MIPI-DSI協(xié)議？

　　智能手機內(nèi)部集成了多種設備，為了形成行業(yè)統(tǒng)一標準，MIPI聯(lián)盟發(fā)起MIPI(移動行業(yè)處理器接口)作為移動應用處理器制定的開放標準。那么如何解析MIPI中的顯示模組接口協(xié)議MIPI-DSI呢?

　　1、MIPI介紹

　　MIPI是2003年由ARM，Nokia，ST，IT等公司成立的一個聯(lián)盟，旨在把手機內(nèi)部的接口如存儲接口，顯示接口，射頻/基帶接口等標準化，減少兼容性問題并簡化設計。

　　MIPI聯(lián)盟有不同的工作組，分別定義一系列的手機內(nèi)部接口標準，如攝像頭接口CSI、顯示接口DSI、射頻接口DigRF等。統(tǒng)一接口標準的好處是手機廠商可以根據(jù)需要從市面上靈活選擇不同的芯片和模組，方便快捷的進行外觀和功能的設計。

　　圖1 MIPI聯(lián)盟

　　下圖2所示MIPI結(jié)構(gòu)分為物理層、協(xié)議層和應用層。目前比較成熟的MIPI應用有攝像頭CSI接口、顯示屏DSI接口和基帶和射頻間DigRF接口，而其他例如UFS、LLI等規(guī)范正在逐步制定和完善過程中。

　　圖2 MIPI接口結(jié)構(gòu)

　　2、MIPI-DSI

　　MIPI-DSI屬于MIPI子協(xié)議，為 Display工作組制定的關于顯示模組接口的規(guī)范標準。MIPI-DSI使用D-PHY作為物理層傳輸。

　　D-PHY采用1對源同步的差分時鐘和1～4對差分數(shù)據(jù)線來進行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸采用DDR方式，即在時鐘的上下邊沿都有數(shù)據(jù)傳輸。

　　(1)D-PHY傳輸狀態(tài)：低功耗LP和高速HS。

　　LP(單信號0V~1.2V)：低功耗模式，10Mbps傳輸速度、異步傳輸，主要用于傳輸控制命令。

　　HS(差分信號100mv~300mv)：高速模式，80M~1Gbps傳輸速度、同步傳送，用于傳輸高速圖像數(shù)據(jù)。

　　HS差分和LP單信號如圖3所示。

　　圖3 單端信號和差分信號

　　(2)D-PHY三種模式：控制模式(Control Mode)、Escape Mode、和高速模式(HS Mode)

　　其中前兩種模式都屬于LP狀態(tài)下的兩種模式，高速模式屬于HS狀態(tài)， Escape Mode被定義為LP狀態(tài)下的一種比較特殊的操作模式。

　　圖4 MIPI DSI應用

　　MIPI-DSI利用單端和差分信號線進行數(shù)據(jù)傳輸，LP模式下進行單端數(shù)據(jù)傳輸，HS模式下進行差分數(shù)據(jù)傳輸，使用可以雙向傳輸?shù)腄ata0+/Data0-數(shù)據(jù)Lane進行配置。

　　3、MIPI-DSI數(shù)據(jù)傳輸格式

　　MIPI-DSI的數(shù)據(jù)傳輸格式以數(shù)據(jù)包為基本單元傳輸，數(shù)據(jù)包的類型分為短數(shù)據(jù)包和長數(shù)據(jù)包。

　　(1)、短數(shù)據(jù)包：4 bytes(固定長度)主要用于傳輸命令、讀寫寄存器;

　　數(shù)據(jù)包包頭：

　　? 數(shù)據(jù)標識符(DI)*1byte:含虛擬數(shù)據(jù)通道【7:6】和數(shù)據(jù)類型【5:0】。

　　? 數(shù)據(jù)包*2 byte：要傳送的數(shù)據(jù)，長度固定兩個字節(jié)。

　　? 誤差校正碼(ECC)*1byte：可以把一個位的錯誤糾正。

　　圖5 短數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)

　　(2)、長數(shù)據(jù)包：6~65541 bytes(動態(tài)長度)主要用于傳輸大量圖像數(shù)據(jù)或者部分控制命令。

　　數(shù)據(jù)包報頭(4 bytes)：

　　? 數(shù)據(jù)標識符(DI)*1byte:含虛擬數(shù)據(jù)通道【7:6】和數(shù)據(jù)類型【5:0】。

　　? 字節(jié)數(shù)(WC)*2 byte：要傳送的數(shù)據(jù)，長度固定兩個字節(jié)。

　　? 誤差校正碼(ECC)*1byte：可以把一個位的錯誤糾正。

　　? 有效傳送數(shù)據(jù)(6~65541 bytes)：最大字節(jié)=2^16。

　　? 數(shù)據(jù)包頁腳(2 byte)：校驗。

　　圖6長數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)

　　4、 實例應用與分析

　　(1) 現(xiàn)場模擬MIPI-DSI協(xié)議，使用數(shù)據(jù)挖掘型示波器ZDS4054 Plus，其免費標配MIPI-DSI協(xié)議低速LP模式解碼功能，具體操作如下圖7所示。

　　圖7 解碼步驟

　　(2) ZDS4054 Plus標配512Mpts的存儲深度，且可對全內(nèi)存數(shù)據(jù)進行解碼，MIPI-DSI協(xié)議解碼界面如圖8所示?？赏ㄟ^事件表查看具體的解碼內(nèi)容，也可以將事件表中的內(nèi)容通過導出報表的格式將其導出。

　　圖8 解碼界面

　　(3) 對長時間監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)異常分析時，可在示波器的縮放模式下使用雙ZOOM多窗口顯示的功能，對信號進行多窗口異常監(jiān)測和分析，可就某一個數(shù)據(jù)幀或某一個數(shù)據(jù)點進行分析，通過查看放大數(shù)據(jù)細節(jié)，找出異常，如下圖9所示。

　　圖9細節(jié)分析