一 mipi-rx硬件
1.1.mipi-rx概念
• DSI （Display serial interface）定義了一個位於處理器和顯示模組之間的高速串行接口,對應MIPI-TX.
• CSI(Camera Serial Interface）定義了一個位於處理器和攝像模組之間的高速串行接口,也就是接下來要講的MIPI-RX
MIPI Rx (Mobile Industry Processor Interface Receiver) 模塊主要功能為接收由 CMOS sensor 所傳送的視頻數據， 支持 MIPI D-PHY、 sub-LVDS (Low-Voltage Differential Signal)、 HiSPi (High-Speed Serial Pixel Interface) 等不同的串行視頻信號輸入， 並將其處理轉化為內部視頻時序，傳遞給下一級的視頻處理模塊 (ISP)。MIPI Rx 模塊中可細分為 PHY 和 Controller 兩部分，其中 PHY 模塊集成了模擬和數字兩個部分，主要將串行信號轉換為並行信號，而 Controller 模塊則負責解碼不同的視頻數據格式，傳送給後端的視頻處理模塊 (ISP)。功能框圖及在系統中的位置如下圖所示
1.2 MIPI vs DVP:
- DVP:
並口傳輸數據需要幀同步信號（Vsync）、行同步信號（Hsync）和八條數據線，共十根數據線, DVP 接口在信號完整性方面受限制，速率也受限制。
- MIPI:
而 MIPI 傳輸只需要幀同步信號（Vsync）、行同步信號（Hsync）、mipi 時鍾（mipi_clk）、mipi 數據（mipi_data）和像素時鍾（PCLK）5 根數據線。對比MIPI 接口比 DVP 的接口信號線少，由於是低壓差分信號，產生的干擾小，抗干擾能力也強。
1.3. 特點
• 可同時支持 2 路 sensor 輸入（2組D-PHY， 每組5對差分線（1C4D））
• sensor 0 最大支持 4K2K @60fps HDR or @30fps 線性輸入
• sensor 1 最大支持 3M(2304x1296) @60fps HDR or linear 輸入
• 單路最多支持 4-Lane MIPI D-PHY 接口，最大支持 2.5Gbps/Lane
• 單路最多支持 4-Lane sub-LVDS/ HiSPi 接口，最大支持 1.5Gbps/Lane
• 支持 RAW8/ RAW10/ RAW12 數據類型的解析
• 支持 YUV422 8-bit/ YUV422 10-bit 數據類型的解析
• 最多支持 2 幀 WDR，支持多種 WDR 時序
• 支持 sub-LVDS/ HiSPi 模式像素/同步碼大小端配置
• 支持 Lane 數和 Lane 順序可配置
MIPI Rx 的帶寬有兩部分限制： PHY 的接口數據率和內部處理速度。
輸入接口最大支持 2.5Gbps/Lane，內部處理速度最大為 600M*1pixels/s（MAC clk）。
1.4. MIPI Rx 支持接口類型
| Common mode voltage |
Differential mode voltage |
Maximum clock frequency |
Maximum data rate per lane |
| MIPI DPHY 200mV |
200mV |
1.25GHz |
2.5Gbps |
| Sub-LVDS 900mV |
150mV |
750MHz |
1.5Gbps |
| HiSPi(HiVCM) 900mV |
280mV |
750MHz |
1.5Gbps |
| HiSPi(SLVDS) 200mV |
200mV |
750MHz |
1.5Gbps |
1.5 硬件引腳及接線
常用的電腦攝像頭是USB接口, 主流的智能手機攝像頭是MIPI接口, 下面講解常用的智能手機 camera MIPI接口。
MIPI CSI一般會有1對I2C通信引腳，1對MIPI差分時鍾引腳和1~4對MIPI差分數據信號引腳, 也就是1CD4(1 clk lane & 4 data lane)。
1.5.1 sensor引腳描述
| 信號名 |
引腳類型 |
描述 |
| DOVDD |
電源 |
1.8V IO 電源 |
| DVDD |
電源 |
1.2V 數字電源 |
| AVDD |
電源 |
2.8V 模擬電源 |
| SCL |
輸入 |
I2C 時鍾線 |
| SDA |
輸入/輸出 |
I2C 數據線(open drain) |
| SID0 |
輸入 |
I2C Device ID 的選擇 0 (內置下拉電阻，默認 Device ID 是 7’h30) |
| SID1 |
輸入 |
I2C Device ID 的選擇 1 (內置下拉電阻，默認 Device ID 是 7’h30) |
| XSHUTDN （RST） |
輸入 |
復位信號輸入(內置上拉電阻，低電位有效) |
| EXTCLK |
輸入 |
時鍾輸入 |
| PWDNB |
輸入 |
Power Down 信號輸入(內置上拉電阻， 低電位有 效) |
| D<3>(MD3P) |
輸出 |
DVP 輸出 bit[3]/MIPI 數據 3 正極信號 |
| D<5>(MD1P) |
輸出 |
DVP 輸出 bit[5]/MIPI 數據 1 正極信號 |
| D<7>(MCP) |
輸出 |
DVP 輸出 bit[7]/MIPI 時鍾正極信號 |
| D<8>(MD0P) |
輸出 |
DVP 輸出 bit[8]/MIPI 數據 0 正極信號 |
| D<10>(MD2P) |
輸出 |
DVP 輸出 bit[10]/MIPI 數據 2 正極信號 |
| D<4>(MD3N) |
輸出 |
DVP 輸出 bit[4]/MIPI 數據 3 負極信號 |
| D<6>(MD1N) |
輸出 |
DVP 輸出 bit[6]/MIPI 數據 1 負極信號 |
| PCLK(MCN) |
輸出 |
DVP 輸出時鍾/MIPI 時鍾負極信號 |
| D<9>(MD0N) |
輸出 |
DVP 輸出 bit[9]/MIPI 數據 0 負極信號 |
| D<11>(MD2N) |
輸出 |
DVP 輸出 bit[11]/MIPI 數據 2 負極信號 |
1.5.2 電路圖線路結構
一般mipi接口的sensor支持4 lane，2 lane，1 lane等數據傳輸方式。上圖硬件上的連接了1組clk lane, 4組data lane。這幅圖只連接了i2c和lane總線，還有EXTCLK ，PWDN, RST, VDD等引腳的連線需要外部soc去提供。
1.6. 差分信號
我們用一個方法對差分信號做一下比喻，差分信號就好比是蹺蹺板上的兩個人，當一個人被蹺上去的時候，另一個人被蹺下來了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續蹺蹺板的類推，正值可以表示左邊的人比右邊的人高，而負值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個人都是同一水平。
下圖，應用到電學上，這兩個蹺蹺板用一對標識為V+和V-的導線來表示。當V+ > V-時，信號定義成正極信號，V+ < V-時，信號定義成負極信號。 差分對的平均電壓設置成 2.5V。
1.7. MIPI sensor的 power on時序（放在sensor專題）
Sony imx334
Sc4210
這里列舉了sony imx334和格科微gc2093, sc4210的上電時序，現在市面上大部分的mipi接口sensor都可以讓VDD，PWDN, RST，EXTCLK訊號同時發出，然后過一段時間后就可以進行I2c通信了。
在HW交接到SW后，要確保最基本的power on時序是ok的，最好是用示波器對VDD，PWDN, RST，EXTCLK，I2c等波形進行測量無誤后再porting到SW手上。