CSI-2 lane管理层和D-PHY或C-PHY物理层连接。需要注意的是链路两端的接口必须要匹配:D-PHY发送器和C-PHY接收器并不能工作,反之亦然。
D-PHY物理层
D-PHY通常由一个时钟lane和几个单向的数据lane组成。任何实现了D-PHY物理层的CSI-2发送器和接收器都要在时钟lane上支持连续时钟特性,并且可以选择性支持非连续时钟特性。
连续时钟的clock lane会保持在高速模式,在数据包传输的间隙中,仍然产生有效的时钟信号。
非连续时钟的clock lane,在数据包传输的间隙中,会进入LP-11状态。
D-PHY物理层对于最简单的CSI-2发送器的要求是:
- Data Lane模块: 单向的master, HS-TX,LP-TX以及一个CIL-MFEN功能
- Clock Lane模块:单向的master,HS-TX,LP-TX以及一个CIL-MCNN功能
D-PHY物理层对于最简单的CSI-2接收器的要求是:
- Data Lane模块: 单向的slave, HS-RX,LP-RX以及一个CIL-SFEN功能
- Clock Lane模块:单向的slave,HS-RX,LP-RX以及一个CIL-SCNN功能
为了能够支持更高的数据传输速率和更多lane,D-PHY物理层在接受数据lane模块中包含了一个独立的去斜(deskew)机制。发送侧的数据lane模块提供了一个去斜sequence pattern,用于在接收器侧做去斜校准。
由于去斜校准只在一个特定传输频率上有效:
对于初始校准sequence,发送器侧应该被编程为校准所需的频率。然后发送器发送去斜校准pattern,接收器会自动检测这个pattern并且调节去斜功能来达到最佳的表现。
发送器侧如果频率发生了变化,则去斜校准过程要重新来过。
某些发送器和(或)接收器可能会要求去斜校准能够周期性地重跑,如果有此需求,建议最好在垂直或帧的blanking周期内进行。
对于低传输频率,或当接收器搭配了一个之前版本的不支持去斜校准pattern的发送器时,接收器可以bypass掉去斜机制。
D-PHY v2.5物理层提供了ALP(Alternate Low Power)模式以及LVLP(Low Voltage Low Power)信号,这两种方式的任意一种都可以选择作为LPS(legacy Low Power State)的替换方案。使用ALP模式或LVLP信号能够缓解带有图像传感器和应用处理器系统的漏电和电气过载(EOS, electrical overstress)问题。ALP模式也能让CSI-2图像接口通道线路达到更长的距离。
上面几个英文缩写的简单说明
HS | High Speed,高速工作模式 |
LP | Low Power,低功耗工作模式 |
CIL | Control and Interface Logic,控制和接口逻辑 |
MFEN |
无法找到对应的英文全称,个人能猜出M代表Master,F应该是Frame。CIL-MFEN是发送侧master数据lane的帧处理模块,之后的笔记在看实际案例时会有模块具体框图 与之对应的SFEN是Slave侧的对应模块 |
MCNN |
无法找到对应的英文全称,个人能猜出M代表Master,C应该是Clock。CIL-MCNN是发送侧master时钟ane的处理模块,之后的笔记在看实际案例时会有模块具体框图 与之对应的SCNN是Slave侧的对应模块 |
C-PHY物理层
C-PHY物理层通常由一个或多个单向的lane组成。
C-PHY物理层对于最简单的CSI-2发送器的要求是:
- 单向的master,HS-TX,LP-TX以及一个CIL-MFEN功能
- 支持在数据载荷(payload)传输中插入同步字(Sync Word)
C-PHY物理层对于最简单的CSI-2发送器的要求是:
- 单向的slave,HS-TX,LP-TX以及一个CIL-SFEN功能
- 支持在数据载荷(payload)接收过程中检测同步字(Sync Word)
C-PHY物理层同样也提供了ALP模式和LVLP信号机制,其作用和D-PHY章节所描述的ALP模式和LVLP信号机制一样,不在赘述。
CSI-2 USL特性
CSI-2 USL(Unified Serial Link)特性,要求D-PHY和C-PHY物理层支持在lane1上双向数据通信和一些额外的特性。如果这些要求的特性和前面章节提到的特性相冲突,则要以USL为准。所有USL的实现方案要支持PHY LP和(或)LVLP模式信号,最好也能支持ALP模式信号。
USL特性对D-PHY的要求
对于CSI-2 USL的实现方案,其D-PHY物理层由一个双向的数据lane(lane 1),加上0个或多个单向的数据lane,以及一个时钟lane组成。所有CSI-2 USL特性的D-PHY物理层的发送器和接收器要支持连续时钟行为(continuous clock behavior),也能选择是否要支持非连续时钟行为。
连续时钟的clock lane会保持在高速模式,在数据包传输的间隙中,仍然产生有效的时钟信号。
非连续时钟的clock lane,在数据包传输的间隙中,时钟lane可以进入Stop状态。
对于USL image sensor来说,D-PHY LP/LVLP模式物理层最小要求是:
- 时钟lane模块:单向的master,HS-TX,LP-TX以及CIL-MCNN功能
- 数据lane 1模块:双向的master,HS-TX,LP-TX,LP-RX,LP-CD以及CIL-MFAA功能;要在正反两个方向上都支持Escape Mode LPDT。
- 数据lane n模块(n > 1):单向的master,HS-TX,LP-TX以及CIL-MFEN功能
对于USL host来说,D-PHY LP/LVLP模式物理层最小要求是:
- 时钟lane模块:单向的slave,HS-RX,LP-RX以及CIL-SCNN功能
- 数据lane 1模块:双向的slave,HS-RX,LP-TX,LP-RX,LP-CD以及CIL-SFAA功能;要在正反两个方向上都支持Escape Mode LPDT。
- 数据lane n模块(n > 1):单向的slave,HS-RX,LP-RX以及CIL-SFEN功能
对于使用D-=PHY LP/LVLP模式实现的USL,正方向Escape Mode LPDT传输只能使用数据lane 1,并且所有反方向的传输只能使用数据lane 1和LPDT。USL host要能够接收LPDT和HS传输数据。需要注意当使用LPDT传输时,带宽会大幅降低。
关于ESCAP MODE,可以参考这里
MIPI协议的Escape Mode相关介绍 – 知乎记得曾经测MIPI协议波形的时候,看到示波器上的Escape Mode,不知道这是个啥啊,扭头问了旁边的某工,你晓得不,某工瞅了瞅,又扭头看向某某工,大家面面相觑,眉头一皱,啊。。。咦,MIPI还有这东西? 上某度查了…https://zhuanlan.zhihu.com/p/531043071 对于USL image sensor来说,D-PHY ALP模式物理层最小要求是:
- 时钟lane模块:单向的master,HS-TX以及CIL-MCNN功能
- 数据lane 1模块:双向的master,HS-TX,HS-RX,ALP-ED以及CIL-MREN功能(要在正反两个方向上推荐带ALP-ULPS的CIL-MREE)。
- 数据lane n模块(n > 1):单向的master,HS-TX以及CIL-MFEN功能
对于USL host来说,D-PHY ALP模式物理层最小要求是:
- 时钟lane模块:单向的slave,HS-RX,ALP-ED以及CIL-SCNN功能
- 数据lane 1模块:双向的slave,HS-TX,HS-RX,ALP-ED以及CIL-SREN功能(推荐正反两个方向上带ALP-ULPS的CIL-SREE)。
- 数据lane n模块(n > 1):单向的slave,HS-RX,ALP-ED以及CIL-SFEN功能
需要注意的是,D-PHY ALP模式没有对双向lane模块定义竞争检测(contention detection
)功能。
所有支持D-PHY物理层的USL实现方案要在所有数据lane上支持正方向ULPS。对于数据lane 1,推荐支持反方向ULPS以及ALP唤醒脉冲。
USL特性对C-PHY的要求
CSI-2 USL实现方案的C-PHY物理层由一个双向的lane(lane 1)加上0个或多个单向lane组成。
USL image snesor的C-PHY LP/LVLP模式物理层最小要求是:
- Lane 1模块:双向的master,HS-TX,LP-TX,LP-RX,LP-CD以及CIL-MFAA功能;要在正反两个方向上都支持Escape Mode LPDT
- Lane n模块(n > 1): 单向master,HS-TX,LP-TX以及CIL-MFEN功能
USL host的C-PHY LP/LVLP模式物理层最小要求是:
- Lane 1模块:双向的slave,HS-RX,LP-TX,LP-RX,LP-CD以及CIL-SFAA功能;要在正反两个方向上都支持Escape Mode LPDT
- Lane n模块(n > 1): 单向slave,HS-RX,LP-RX以及CIL-SFEN功能
对于使用C-PHY LP/LVLP模式实现的USL,正方向Escape Mode LPDT传输只能使用Lane 1,并且所有反方向传输只能使用Lane 1和LPDT。USL host要能够接收LPDT和HS传输数据。注意当使用LPDT时带宽会大幅下降。
USL image sensor的C-PHY ALP模式物理层最小要求是:
- lane 1模块:双向的master,HS-TX,HS-RX以及CIL-MREN功能(推荐正反两个方向上带ALP-ULPS的CIL-MREE)
- lane n模块(n > 1):单向的master,HS-TX以及CIL-MFEN功能
USL host的的C-PHY ALP模式物理层最小要求是:
- Lane 1模块:双向的slave,HS-TX,HS-RX,以及CIL-SREN功能;(推荐正反两个方向上带ALP-ULPS的CIL-SREE)
- Lane n模块(n > 1): 单向slave,HS-RX以及CIL-SFEN功能
需要注意C-PHY ALP模式对于双向lane模块没有定义竞争检测功能。
所有支持C-PHY物理层的USL实现方案要在所有lane上支持正方向ULPS。对于lane 1,推荐支持反方向ULPS。