如何使用示波器分析手機中的MIPI-DSI協(xié)議？

　　智能手機內部集成了多種設備，為了形成行業(yè)統一標準，MIPI聯(lián)盟發(fā)起MIPI(移動(dòng)行業(yè)處理器接口)作為移動(dòng)應用處理器制定的開(kāi)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(gè)聯(lián)盟，旨在把手機內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(wèn)題并簡(jiǎn)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部接口標準，如攝像頭接口CSI、顯示接口DSI、射頻接口DigRF等。統一接口標準的好處是手機廠(chǎng)商可以根據需要從市面上靈活選擇不同的芯片和模組，方便快捷的進(jìn)行外觀(guān)和功能的設計。

　　圖1 MIPI聯(lián)盟

　　下圖2所示MIPI結構分為物理層、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等規范正在逐步制定和完善過(guò)程中。

　　圖2 MIPI接口結構

　　2、MIPI-DSI

　　MIPI-DSI屬于MIPI子協(xié)議，為 Display工作組制定的關(guān)于顯示模組接口的規范標準。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(shí)鐘和1～4對差分數據線(xiàn)來(lái)進(jìn)行數據傳輸。數據傳輸采用DDR方式，即在時(shí)鐘的上下邊沿都有數據傳輸。

　　(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據。

　　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L(cháng)P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(xiàn)進(jìn)行數據傳輸，LP模式下進(jìn)行單端數據傳輸，HS模式下進(jìn)行差分數據傳輸，使用可以雙向傳輸的Data0+/Data0-數據Lane進(jìn)行配置。

　　3、MIPI-DSI數據傳輸格式

　　MIPI-DSI的數據傳輸格式以數據包為基本單元傳輸，數據包的類(lèi)型分為短數據包和長(cháng)數據包。

　　(1)、短數據包：4 bytes(固定長(cháng)度)主要用于傳輸命令、讀寫(xiě)寄存器;

　　數據包包頭：

　　? 數據標識符(DI)*1byte:含虛擬數據通道【7:6】和數據類(lèi)型【5:0】。

　　? 數據包*2 byte：要傳送的數據，長(cháng)度固定兩個(gè)字節。

　　? 誤差校正碼(ECC)*1byte：可以把一個(gè)位的錯誤糾正。

　　圖5 短數據包結構

　　(2)、長(cháng)數據包：6~65541 bytes(動(dòng)態(tài)長(cháng)度)主要用于傳輸大量圖像數據或者部分控制命令。

　　數據包報頭(4 bytes)：

　　? 數據標識符(DI)*1byte:含虛擬數據通道【7:6】和數據類(lèi)型【5:0】。

　　? 字節數(WC)*2 byte：要傳送的數據，長(cháng)度固定兩個(gè)字節。

　　? 誤差校正碼(ECC)*1byte：可以把一個(gè)位的錯誤糾正。

　　? 有效傳送數據(6~65541 bytes)：最大字節=2^16。

　　? 數據包頁(yè)腳(2 byte)：校驗。

　　圖6長(cháng)數據包結構

　　4、 實(shí)例應用與分析

　　(1) 現場(chǎng)模擬MIPI-DSI協(xié)議，使用數據挖掘型示波器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，且可對全內存數據進(jìn)行解碼，MIPI-DSI協(xié)議解碼界面如圖8所示?？赏ㄟ^(guò)事件表查看具體的解碼內容，也可以將事件表中的內容通過(guò)導出報表的格式將其導出。

　　圖8 解碼界面

　　(3) 對長(cháng)時(shí)間監測的數據進(jìn)行數據異常分析時(shí)，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(jìn)行多窗口異常監測和分析，可就某一個(gè)數據幀或某一個(gè)數據點(diǎn)進(jìn)行分析，通過(guò)查看放大數據細節，找出異常，如下圖9所示。

　　圖9細節分析