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手机屏幕mipi接口定义(mipi接口三种模式的区别)

时间:2023-05-03 08:25:02 阅读:97385 作者:4346

液晶显示器的接口类型很多,包括RGB接口、LVDS接口、eDP接口、MIPI-DSI接口、HDMI接口等。这些接口的定义/协议/特性都不一样,所以我一直想对这些接口电路做一个总结。由于涉及内容较多,可分为以下几个系列:

液晶接口设计系列1:基于eDP接口屏的硬件电路设计

液晶界面设计系列之二:基于LVDS界面屏的硬件电路设计

液晶接口设计系列之三:基于MIPI DSI接口屏的硬件电路设计

液晶接口设计系列之四:基于HDMI接口屏的硬件电路设计

液晶接口设计系列5:液晶背光驱动电路原理及硬件设计

这是第三个基于MIPI DSI接口屏的——系列硬件电路设计。

1、The MIPI Alliance(MIPI联盟)

MIPI联盟成立于2003年,是一个标准组织,旨在促进移动设备设计中硬件和软件的标准化,从而简化许多不同且快速变化的技术的集成。通过手机内部接口的标准化,如摄像头接口、显示接口、射频/基带接口,降低了手机设计的复杂度,增加了设计的灵活性。

2、MIPI协议

MIPI联盟下有不同的工作组,分别定义了一系列手机内部接口标准,如摄像头接口CSI、显示接口DSI、射频接口DigRF、麦克风/扬声器接口SLIMBUS等。也就是说,MIPI不是一个单一的接口或协议,而是包含一整套协议和标准,以满足各种子系统的独特要求。MIPI的标准极其复杂,包括很多应用领域,如下图所示。

整个结构还是三层:应用层、协议层、物理层。这里我们重点讨论显示协议,即DSI(显示串行接口)协议。

3、MIPI-DSI(显示接口协议,LCD就是涉及到这个)

MIPI-DSI是一个应用于显示技术的串行接口。它以串行方式向外围设备(实际上是液晶显示器)发送像素信息或指令,并从外围设备读取状态信息或像素信息。在传输过程中,它享有自己独立的通信协议,包括数据包格式和纠错检测机制。下图是MIPI-DSI接口的简单示意图。

基于MIPI接口的液晶显示如下:

MIPI-DSI由应用层、协议层、信道管理层和物理层组成。

让我们在下面分别介绍这些层。因为硬件设计主要处理PHY层,所以我们将重点放在PHY层。

4、MIPI-DSI PHY(物理接口,硬件就是和

这个打交道)

①物理层功能:将通道管理层并行数据转换成串行数据发送;将接收到的串行数据转换成并行数据,传输给通道管理层

②信号接口:一个时钟lane,两根线一个Dp,Dn;数据lane,两根线一个Dp,Dn;数据lane的数量1~4个不等,其中只有lane0是双向的(低速模式双向,高速模式也只能是单向),其他的都只能是单向(高速模式单向)。(解释一下,为什么lane0是双向的,因为有些时候需要向LCD读取一些LCD相关的数据信息)

③信号电平:信号有两种工作状态,高速模式状态(HS)和低速模式状态(LP)。在每一个状态下,信号电平不一样。

△高速模式状态(HS):信号对差分模式,其实就是LVDS电平,不过差分电压为200mV(标准LVDS差分电压350mV,如果有兴趣,可以看看本系列二);

△低速模式状态(LP):单端模式,0-1.2V

5、MIPI-DSI 通道管理层

主要功能:将要发送的数据,按照字节为单位(MIPI-DSI是按照字节传输的,从低位到高位),分配到各个数据lane上;将lane上接收到的数据,恢复成原来的字节顺序。

6、MIPI-DSI 协议层

主要功能:打包数据和解包数据。将数据通道管理层传输来的数据包解包,传输到应用层;将应用层送来的数据,打包成数据包的形式传输到通道管理层。具体的过程太复杂,不啰嗦了。

7、MIPI-DSI 应用层

应用层是直接连接到LCD的,负责与LCD之间的通信。对于LCD来说,协议层是将来自MIPI控制器的数据转化成DPI或者DBI供给显示模组;如果读,就是把来自显示模组DBI的数据按照协议格式送到协议层。

8、MIPI接口屏硬件设计

这里还是以我们项目用过一款LG的7英寸1200X1920的显示屏为例,详细讲解一下具体到LCD屏需要有哪些注意点。

物理连接关系

PCB走线要求:走线需严格遵循差分规则要求走线,线对内两根信号的长度误差控制在10mil 以内,线对与线对之间的长度误差控制在30mil 以内;走线拐角尽量用弧线或者钝角,不能为直角或锐角,阻抗要求Z=100ohm±10ohm。

9、MIPI接口屏 VS LVDS接口屏

通过上面的内容以及本系列的第二部分(LCD接口设计系列二:基于LVDS接口屏的硬件电路设计)可知:

两种屏都是五对差分线(不考虑双/多通道LVDS),接口都是LVDS电平,不过MIPI接口电平更低(200mV),也即MIPI功耗上稍微低一些,也即二者都具有较高的速度、较低的功耗、较好的EMI以及抗噪声性能。

不过二者也有着显著的区别:LVDS接口屏只是在处理器内部(如果处理器自带LVDS接口)或者通过LVDS转接芯片将TTL的RGB信号转换成LVDS信号进行传输,其内容依然是RGB的数据、时钟以及驱动屏的控制信号;而MIPI屏是带有MIPI协议的,其通信涉及到复杂的通信协议及相关的指令(不仅可以传输视频数据,还可以传输控制指令)。

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