MIPI技術測試白皮書

MIPI 聯盟下面有不同的 WorkGroup，分別定義了一系列的手機等移動設備內部接口標準，比如攝像頭接口CSI、顯示接口DSI、射頻接口DigRF、麥克風 / 揚聲器接口 SLIMbus 等。

下圖是其目前的整個的系統框圖 ：

MIPI D-PHY

1. MIPI D-PHY 架構

D-PHY 采用 1 對源同步的差分時鐘和 1 ～ 4 對差分數據線來進行 數據傳輸。數據傳輸采用 DDR 方式，即在時鐘的上下邊沿都有數據傳輸。

Lane 有高速和低功耗兩種收發器，所以 D-PHY 的物理層支持 HS(High Speed) 和 LP(Low Power) 兩種工作模式。HS 模式下采用低壓差分信號，功耗較大，但是可以傳輸很高的數據速率（數據速 率為 80M ～ 4.5Gbps），支持 100mV 到 300mV 的電壓范圍 ；LP 模 式下采用單端信號，數據速率很低（<10Mbps），但是相應的功耗 也很低，支持 0V 到 1.2V 信號電平。兩種模式的結合保證了 MIPI總線在需要傳輸大量數據（如圖像）時可以高速傳輸，而在不需 要大數據量傳輸時又能夠減少功耗。

下圖是 HS 和 LP 模式下的信號電平示意圖。右圖是用示波器捕獲 的 MIPI D-PHY 信號，可以清楚地看到 HS 和 LP 信號。

▲圖 ：MIPI D-PHY 時序

2. MIPI D-PHY 物理層測試方案

MIPI D-PHY 的信號復雜，要保證接口信號和協議的一致性需要很 復雜的測試。為了提高測試的效率，是德科技針對 MIPI D-PHY 提 供了全套的自動化解決方案，根據 MIPI D-PHY 各版本的速率及規 格參數需要選擇合適帶寬的示波器，按照 MIPI 協會的要求，針對不同速率的 MIPI 版本示波器帶寬如下：

測試中推薦采用 4 支探頭分別連接 clk+/clk- 和 data+/data- 信號進 行測試，對于有多條數據 Lane 的情況，可以每條 Lane 分別測試。

MIPI 模組或芯片的測試可以根據 MIPI 協會推薦的方法設計評估板 TVB（Test Vehicle Board）把信號輸出轉換成標準的 SMA 接口輸出， 并結合協會提供的 RT（BReference Termination Board）進行信號測試。RTB 板提供標準的匹配切換以及不同的線路容性的選擇，如下圖：

為了提高測量的效率及精準度，是德科技提供了自動化測試軟件 D9020DPHC，可以快速而輕松地驗證和調試 D-PHY 數據鏈路。

圖 ：D9020DPHC 自動化測試軟件

3. D-PHY 方案 ：

D-PHY 發射機 Tx 測試典型配置 ：

D-PHY 接收機測試：

MIPI C-PHY

1. MIPI C-PHY 架構

C-PHY 并不是嚴格意義上的差分信號線。而是更像我們的工業用電一樣，它使用三根信號之間的差作為信號判斷。其三根信號之 間必然有一根在 3/4V 一根在 1/2 V 一根在 1/4V。三根線在同一時 刻的狀態一定不同，因此其有六個不同的狀態。協議中使用 +x，-x, +y，-y, +z，-z 代表。顯然的，實現嵌入時鐘的目的是為了增加帶寬，肯定會涉及到編碼，物理層的結構必然是完全不同，單從 線路上看，C-PHY 是一個 A/B/C 三線系統。

▲圖 ：MIPI C-PHY 結構框圖

MIPI C-PHY 不傳輸單獨的時鐘，必須 CDR 先恢復時鐘，然后再用恢復的時鐘采樣數據并尋找同步頭，最后還需要進行數據解碼 恢復出最初的發送的內容（發送端的過程相反）。

C-PHY 物理鏈路（A/B/C 線）上傳輸的是不同的電平，通過 A-B，B-C， C-A 的電平運算，恢復出 +x，-x，+y，-y，+z，-z 六種不同的線態，通過前后線態的旋轉方向，相位和極性恢復出編碼符號，再通過 連續 7 組符號解碼出 16bit 的數據，整個過程見下圖。

2. MIPI C-PHY 物理層測試方案

根據 MIPI C-PHY 各版本的速率及規格參數需要選擇合適帶寬的示 波器，按照 MIPI 協會的要求，針對不同速率的 MIPI 版本示波器帶寬及連接方式如下：

借助用于 Infiniium 示波器的 MIPI C-PHY 一致性測試軟件，您可以快 速而輕松地驗證和調試 C-PHY 數據鏈路，如下圖 ：

C-PHY 發射機 Tx 測試典型配置 ：

C-PHY 發射機 Tx 測試典型配置 ：

MIPI M-PHY

1. MIPI M-PHY 架構

MIPI M-PHY 專為需要快速通信通道以實現高分辨率圖像，高視頻幀速率和大型顯示器或存儲器的數據密集型應用而設計。它是一 種多功能 PHY，為工程師提供配置選擇和跨行業平臺開發的能力，以有效地解決多個市場。它可以互連智能手機，可穿戴設備，個 人電腦甚至大型系統（如汽車）中的組件。

它提供兩種傳輸模式，具有不同的比特信號和時鐘方案，旨在用 于不同的帶寬范圍，以在更廣泛的數據速率范圍內實現更好的功 效?？蛇_到的峰值傳輸速率在一個通道上為 11.6 Gbps，在四個通道上為 46.4 Gbps。每個通道的高帶寬可以減少所需的通道數量。此功能對于可穿戴設備和智能手機以及需要在機械鉸鏈內安裝互 連的筆記本電腦尤其實用。

M-PHY 的通道結構如下圖所示 ：

▲圖 ：M-PHY 的通道結構

HS-MODE 和 LS-MODE 支持的速率等級如下表所示 ：

其中 LS-MODE 為必須支持的模式，有可以分為Type-I 和 Type-II 兩種，詳細見下圖所示 ：

M-PHY 發射機 Tx 測試參考配置：

MIPI M-PHY 的 RX 測試：

M-PHY 接收機 Rx 測試參考配置：

內容來源：是德科技


審核編輯 黃宇