【轉】mipi-csi-2解讀


COMS sensor 完全不顧人眼最適的800W像素,1200W,1300W不停向上搞。那么問題來了:這么高像素的IC,要達到30幀/S,這傳輸速率要多給力啊,所以,mipi傳輸協議打敗了串口,並口的傳輸方式,成為現在的新寵。 

 
MIPI ——Mobile industry process interface 
多家移動開發或者應用商共同籌划 
接口標准聯盟 
節約成本,加快產品開發速度 
內容豐富,顯示、照相機、電源管理、射頻、存儲接口等等

CIS(cmos image sensor)中僅用到了mipi協議中的csi-2(camera serial interface二代,標識生成要求)和D-phy(物理層,輸出通道要求) 
Camera端做transmitter,平台端做receiver 
簡而言之 mipi的作用就是: 
1.數據並行轉換成串行; 
2.功能復用,節約傳輸線; 
3.相對提高傳輸品質和速度; 
4.增加傳輸距離; 
5.適用新的平台需求; 

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為什么mipi那么NB,下面對比一下就照了。 
 DVP å¹¶å£
並口需要 
Vsync:幀同步信號 
Hsync:行同步信號 
和8條數據線,但這10根線,mipi只需要5根。所以,我行,我來! 

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Clock和 data中體現差分即低位先出,故如此表示,差分信號P高N低表1,P低N高表0. 
現在對mipi大概有點小小的概念了。再給你看看她的照片,保證你喜歡。MIPI 輸出長什么樣? 
當當當當~~ 

mipi çç¾é¢ç§ç

幀頭標識、幀尾標識(分別由vsync上升下降沿生成) 
行頭標識、行尾標識(分別由hsync上升下降沿生成) 
有效數據長包。包含行標識,所以可以省略line_sync短包 
相對於並口傳輸,即是將vsync、hsync與數據共通道復用傳輸。 
總之一句話,能用軟件解決的一定不要動硬件,能動手的一定不要動嘴。人生哲理。 
什么?不要看PS過的照片!好吧,下面發個素顏照。 

mipi

是不是美如畫。 
而mipi的信號符合其通信協議, 
規定其起始電壓在1.1~1.3V,等等,如下圖(我比較懶,不服來辯)。這是其電氣要求。 

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然后軟件方面,如下圖: 

MIPI æ°æ®é¿åå容

字節(byte)為基本傳輸單元,每個byte中有8位(bit) 
Sync dyte:用來同步數據開始,告知接下來為有效數據 
DATA TYPE:該包傳輸的是什么格式的數據YUV422(1E)/RAW8(2A)/RAW10(2B) 
WC(16bits)= PAYLOAD中的byte數量(即輸出窗口的1行中有多少個字節,也即列數。注意raw10為列數的1.25倍,raw12為列數的1.5倍) 
ECC:校驗datatype和wc是否出錯 
Payload=image data 
CSC:PAYLOAD數據傳輸校驗 
*由於插入了許多數據標識,所以會影響hb或者vb的最小值 
MIPI DPHY 終端概念 
 MIPIç»ç«¯æ¦å¿µ
mipi的信號線是一對差分線,理論上可以高電平傳一個數據,低電平也傳一個,速度又快,功耗又小。 
很多時候,平台端的mipi時序和Sensor端如果不匹配,就會出問題。硬件問題的話,就亮信號! 

Termæªè¿æ¥æåµ

Term未連接情況信號時這樣滴。正常的是這樣滴: 

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Sensor輸出在設計時已經考慮,應用時主要是FPC或者PCB走線影響 
通常要求: 
差分對內兩線等長,盡量少折線,方向一致; 
差分對間地線走地,減小串擾; 
線上過孔最少; 
至少一側有鋪地; 
線長最長不超過20cm; 
盡量遠離天線; 
目的: 
阻抗匹配、阻抗連續,減少信號損失,獲得較高的信號完整性; 
減少信號間耦合,保證信號完整性; 
減少與其他射頻信號的相互作用,保證各信號的質量; 
Settle count 
主要是hs_prepare+hs_zero時間與其匹配; 
通常設定T_settle count為T_(hs_prepare+hs_zero)/2; 
是平台設定參數,通常不改默認值,與pclk頻率有關;

不匹配會引起的問題: 
卡頓; 
不出圖; 
不規則滾屏、拍照分屏

調節方法: 
增大或者減小T_hs_prepare、hs_zero,參數最小值為1,有時需要調的很不可思議才可行,這是需要配成manual模式。 
 

DDRéæ ·
DDR采樣,即在時鍾的上升和下降沿均采集數據,保證高速傳輸又可以有效降低時鍾頻率,要求時鍾和數據相位為正交關系。 
實際中因為負載差異,會限制時鍾的建立速度,同時數據的不規律輸出(不是確定的輸出序列),所以對setup或者hold時間要求不同。可能造成誤碼,引起麻點,嚴重時會丟行。 
數據傳輸速率,單位為bps(bit per second)

mipi_data=pclk_tot*10(raw10) 
=pclk_tot*8 (raw8)

pclk_tot=數字輸出並行時鍾pclk * 數字通道數M 
mipi N通道,每通道數據率=mipi_data/N 
Mipi時鍾速度=每通道數據率/2= mipi_data/4


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