智能手機MIPI信號簡析

隨著智能手機攝像頭像素越來越高，同時要求高的傳輸速度，傳統的并口傳輸越來越受到挑戰。提高并口傳輸的輸出時鐘是一個辦法，但會導致系統的EMC設計變得越來困難；增加傳輸線的位數是，但是這又不符合小型化的趨勢。采用MIPI接口的模組，相較于并口具有速度快，傳輸數據量大，功耗低，抗干擾好的優點，越來越受到客戶的青睞，并在迅速增長。例如一款同時具備MIPI和并口傳輸的8M的模組，8位并口傳輸時，需要至少11根的傳輸線，高達96M的輸出時鐘，才能達到12FPS的全像素輸出；而采用MIPI接口僅需要2個通道6根傳輸線就可以達到在全像素下12FPS的幀率，且消耗電流會比并口傳輸低大概20MA。由于MIPI是采用差分信號傳輸的，所以在設計上需要按照差分設計的一般規則進行嚴格的設計，關鍵是需要實現差分阻抗的匹配，MIPI協議規定傳輸線差分阻抗值為80-125歐姆。

為了保證差分阻抗，線寬和線距應該根據軟件仿真進行仔細選擇；為了發揮差分線的優勢，差分線對內部應該緊密耦合，走線的形狀需要對稱，甚至過孔的位置都需要對稱擺放；差分線需要等長，以免傳輸延遲造成誤碼；另外需要注意一點，為了實現緊密的耦合，差分對中間不要走地線，PIN的定義上也最好避免把接地焊盤放置在差分對之間（指的是物理上2個相鄰的差分線）。下面簡單介紹MIPI的通道模式和線上電平。在正常的操作模式下，數據通道處于高速模式或者控制模式。

在高速模式下，通道狀態是差分的0或者1，也就是線對內P比N高時，定義為1，P比N低時，定義為0，此時典型的線上電壓為差分200MV，請注意圖像信號僅在高速模式下傳輸；在控制模式下，高電平典型幅值為1.2V，此時P和N上的信號不是差分信號而是相互獨立的，當P為1.2V，N也為1.2V時，MIPI協議定義狀態為LP11，同理，當P為1.2V，N為0V時，定義狀態為LP10，依此類推，控制模式下可以組成LP11，LP10，LP01，LP00四個不同的狀態;MIPI協議規定控制模式4個不同狀態組成的不同時序代表著將要進入或者退出高速模式等；比如LP11-LP01-LP00序列后，進入高速模式。