如何使用示波器分析手機中的MIPI-DSI協議？

　　智能手機內部集成了多種設備，為了形成行業統一標準，MIPI聯盟發起MIPI(移動行業處理器接口)作為移動應用處理器制定的開放標準。那么如何解析MIPI中的顯示模組接口協議MIPI-DSI呢?

　　1、MIPI介紹

　　MIPI是2003年由ARM，Nokia，ST，IT等公司成立的一個聯盟，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，減少兼容性問題并簡化設計。

　　MIPI聯盟有不同的工作組，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，方便快捷的進行外觀和功能的設計。

　　圖1 MIPI聯盟

　　下圖2所示MIPI結構分為物理層、協議層和應用層。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程中。

　　圖2 MIPI接口結構

　　2、MIPI-DSI

　　MIPI-DSI屬于MIPI子協議，為 Display工作組制定的關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。

　　(1)D-PHY傳輸狀態：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狀態下的兩種模式，高速模式屬于HS狀態， Escape Mode被定義為LP狀態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進行數據傳輸，LP模式下進行單端數據傳輸，HS模式下進行差分數據傳輸，使用可以雙向傳輸的Data0+/Data0-數據Lane進行配置。

　　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，數據包的類型分為短數據包和長數據包。

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

　　數據包包頭：

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

　　? 數據包*2 byte：要傳送的數據，長度固定兩個字節。

　　? 誤差校正碼(ECC)*1byte：可以把一個位的錯誤糾正。

　　圖5 短數據包結構

　　(2)、長數據包：6~65541 bytes(動態長度)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】和數據類型【5:0】。

　　? 字節數(WC)*2 byte：要傳送的數據，長度固定兩個字節。

　　? 誤差校正碼(ECC)*1byte：可以把一個位的錯誤糾正。

　　? 有效傳送數據(6~65541 bytes)：最大字節=2^16。

　　? 數據包頁腳(2 byte)：校驗。

　　圖6長數據包結構

　　4、 實例應用與分析

　　(1) 現場模擬MIPI-DSI協議，使用數據挖掘型示波器ZDS4054 Plus，其免費標配MIPI-DSI協議低速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行解碼，MIPI-DSI協議解碼界面如圖8所示。可通過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導出報表的格式將其導出。

　　圖8 解碼界面

　　(3) 對長時間監測的數據進行數據異常分析時，可在示波器的縮放模式下使用雙ZOOM多窗口顯示的功能，對信號進行多窗口異常監測和分析，可就某一個數據幀或某一個數據點進行分析，通過查看放大數據細節，找出異常，如下圖9所示。

　　圖9細節分析