MIPI接口,全称Mobile Industry Processor Interface接口,设计的初衷是为了标准化移动设备中不同组件(包括摄像头、显示屏、射频/基带、存储接口)的接口,减少手机设计复杂程度和增加设计灵活性。
随着智能手机、平板电脑等移动设备海量的出货量,MIPI 接口已广泛应用在显示屏、摄像头、存储、SOC平台这些关键器件组件的接口,MIPI也成了硬件工程师经常要接触到的一种接口。MIPI D-PHY是MIPI协议族中的一个(还有C-PHY,M-PHY),D-PHY定义了一种源同步,高速,低功耗,低成本的物理层,DPHY支持DSI (串行显示接口)和CSI(串行摄像头接口)两种接口。今天聊下面试时MIPI DPHY常见问题。
主从模式。MIPI DPHY接口是点对点通信,主从模式,源同步,时钟必须是主发出的。
常见问题:1个MIPI DPHY接口{BANNED}{BANNED}{BANNED}{BANNED}最佳佳佳佳多支持几个设备?是否有主从?如何判断哪个是主哪个是从?给出一个连接拓扑,标注了时钟和数据的方向,问哪个是主哪个是从?
2. MIPI DPHY接口的信号。DPHY接口一组信号叫1个lane,DPHY接口至少要有1个clock lane和1个data lane,至多有1个clock lane和4个data lane。data lane的结构如下图,在line Side那边至少包含了TX/CD,RX/CD,TX/RX/CD(connection detect);LP和HS总是成对出现的。
常见问题如让画出xx项目DHPY连接框图并标注数据流向;给出不同的连接框图例如1clk/1dat,2dat,1clk/3dat,1clk/4dat,1clk/5dat问哪些是合理的。
3. 时钟是单向,数据可以是双向,传输方向速率不对称。数据data可以从主到从,典型DSI;也可以由从到主,典型CSI;也可以双向,通过data收发控制命令。
常见问题:给出一个框图,让标注时钟和数据方向;画出你xx项目里面处理器和xx显示/摄像头MIPI连接示意图并标数据方向。
4. 时钟是双边沿时钟,double data rate,计算速率时要乘2。
常见问题:给出一个拓扑图,1clk 2data lane,并给出时钟频率300MHz,问每个data lane的通信速率,整个接口的通信速率,(300*2Mbps,300M*2*2bps);若还需增加通信速率可以怎么做,有什么风险吗?(提高时钟频率,加lane;提频率有信号完整性风险,加lane要增加互联的信号数量)。你xx项目用的clk频率是多少,整个接口数据率是多少?
5. 信号模式/类型:高速HS, 低功耗LP mode。MIPI DPHY电信号有两种类型,高速传输数据时是High Speed模式,是小幅值差分信号;传输指令,空闲时切换到Low Power模式,是较高幅值的单端信号。不同工作模式下信号传输速率也不同,HS mode 从1.0Gbps到1.1版本的1.5Gbps,?到1.2版本的2.5Gbps,?2.0版本4.5Gbps,?3.0版本中9Gbps。LP mode max 10Mbps。
常见问题:MIPI DPHY有哪几种信号模式?有什么特点,分别是什么作用?这几种信号{BANNED}{BANNED}{BANNED}{BANNED}最佳佳佳佳大传输速率是多少?
6. HS,LP信号电气特性。HS,LP,TX, RX有不同的电气Spec要求,组合下来有4种要求。这块就是死记硬背了,常问到的:HS差分电压幅值(200mV),LP电平(1.2V),HS共模电压范围(150mV~250mV)。
7.工作模式:HS,Control, Escape。这里和信号模式容易混淆,信号模式HS,LP更多是描述信号模式,工作模式更多是从传输什么信息,什么工作状态上区分。Control, Escape mode的信号都是LP信号。
8.HS模式时序,SOT, EOT时序。从LP模式进入HS和从HS退出到LP是有严格时序要求的。
常见问题:描述下LP切HS/HS切LP时时序要求。
9.clock可以是连续的HS,也可以是HS,LP切换的模式。clock连续HS时data可以是LP也可以是HS。
常见问题:你xx项目的MIPI时钟是连续的还是?为什么是连续的而不是空闲时回LP的?或为什么要空闲时回LP?有什么好处?
回LP可以降功耗,在某些场景通过回LP重新对齐时序抗干扰性更强;
连续HS时钟可以减少一些时序上切换带来的速率损失,将速率做得比较高,例如一些DSI屏幕在LP,HS切换时有一些porch时间间隔的要求,连续时钟可以没有切换可以省掉这些时间间隔。
10. 阻抗。由于MIPI接口有单端信号也有差分信号,所以单端阻抗50ohm,差分阻抗100ohm。MIPI走线阻抗控制也是单端50差分100。
11. clock和data的时序要求,建立保持时间。因为clk频率是变化的,所以这里引入了UI的概念,建立保持时间不是绝对的多长时间,而是多少个UI。建立保持时间也是MIPI DHPY信号一致性测试的重要内容。
常见问题:建立保持时间不满足有可能是什么原因?走线太长过孔太多,线路损耗太大;TX端驱动能力不足等。
12. 线路编码:8b9b。线路编码会降低传输效率,例如每8bit就要插入1bit,编码效率只有8/9。当然除了编码效率外还有其他的协议数据效率,所以实际上接口的效率要大打折扣的。要传输100Mbps的有效数据,可能接口总的速率要1.5倍。
常见问题:若要使用MIPI DHPY传输xx像素,xx帧率的图像,MIPI接口的速率要如何设计?要用多少lane,时钟频率要多少?
13.MIPI DHPY走线layout有哪些注意事项?
控阻抗;参考完整;组内组间等长(组内组间等长一般控多少?);走线尽量短,少打过孔换层,换层过孔加伴地孔;尽量包地避免干扰;远离DCDC SW点这些强干扰源。
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