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MIPI及DSI协议介绍

3. Host transmits one or more non-video packets to the peripheral using HS Mode, for example transmit blanking packets or DCS commands.
4. If the previous processor-to-peripheral transmission ended with BTA, panel transmits one or more packets to the host processor using Escape Mode.
v 两个数据通道
数据传输例程
v 三个数据通道
发送方数据处理
接收方数据处理
Video Mode
v Video Mode有三个子模式:
(1)Non-Burst Mode with Sync Pulses (2) Non-Burst Mode with Sync Events (3)Burst Mode
00),Exit(LP-00→LP-10→LP-11)
v Mode切换图
Escape Mode
v Escape模式是在LP状态下的特殊模式,只有进入该模式,下面这些功能才能实现: LPDT:Low Power Data Transmission ULPS:Ultra-Low Power State Trigger(比如Remote trigger, Ack trigger and TE trigger)
v 传输方向
只有Data0且在LP模式下,才能反向传输,其他都是单向的
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Lane State&Line Level
v Lane State:
vLP Mode:LP-00, LP-01, LP-10, LP-11(DpDn) vHS Mode:HS-0,HS-1(差分信号)
Lane Module
v LP-CD: LowPower ContentionDetector(LP争用探测器) v LP-RX/TX HS-RX/TX
v 一旦进入Escape模式,后面必须跟8-bit的entry命令才能实现对应Action
Escape Mode
v 以LPDT为例,发送LCD sleep out 0x11命令,注意LSB first
Escape Mode
v ULPS:这种状态下,line处于Space状态,退出这种状态需要Mark-1状态 唤醒
v 一些高分辨率屏内部可能含有两个或更多独立的Driver IC,这个时候需要用到多 VC(实际中,还没碰到需要多个VC的display)
Virtual Channel
v 手头有项目用到800x1280 LCD,内部是有两个Driver IC,但跟屏厂工程师确认过,两个IC 并不是完全独立的,中间有同步信号连接,也就是只需要1个VC;
v 传输模式 HS和LP两种,对于returning data(比如cmd mode),必须使 用Data Lane0并且在LP Mode
短数据包结构
v 两种数据包类型:短数据包和长数据包 v 虚拟数据通道两个bit最多表示4个
Virtual Channel
v Multiple independent data streams for up to four peripherals are supported by this specification. The data stream for each peripheral is a Virtual Channel
Write Picture—Command Mode
v RGB565和RGB888分别占用2和3个byte,这个无异议 v 重点分析RGB666,有18 bit packed和loosely:
18 bit Packed/pixel
Write Picture—Command Mode
v Command Mode下Data Type都是0x39 v RGB565和RGB888类似
Non-Burst Mode with Sync Pulses
v Accurately reconstruct original video timing, including sync pulse widths.
v The goal is to accurately convey DPI-type timing over the DSI serial Link.
MIPI及DSI协议介绍
郑明桑
sam0030@126.com
MIPI是什么
v Mobile Industry Processor Interface 移动通信行业处理器接口
v MIPI包括: DCS 显示命令接口 DBI 显示总线接口 DPI 显示像素接口 DSI 显示串行接口 CSI 显示摄像接口
D-PHY层定义
D-PHY介绍
v 通道(lane)
v 1个单向clock通道 v 1到4个data通道
v 传输模式
v Low Power模式:用于控制,最大 10Mbps 此时Data0的D+,D-是两个独立的信号线
v High Speed模式:数据传输,80Mbps—1Gbps
v 数据格式
LSB first,MSB last
MIPI优点
v 高速率 最多四个通道,每个通道最大传输1 Gbps
v 低功耗 LowPower 1.2 V HighSpeed 200mV
v 低成本: PIN脚更少,PCB占用空间更少
v 抗干扰(EMI,ESD) 高速传输信号 200mV,差分信号
与其他差分信号对比
v TMDS:最小化差分信号传输 v LVDS:低压差分信号
DSI接口
v DSI(Display Serial Interface) v DSI 收发接口,如下图:
DSI传输模式
v Command Mode 类似MPU接口,需要IC 内如GRAM。通过ACK和error 向 Host报告(Data Lane0)
v Video Mode 类似RGB接口,没用GRAM,需要不停往panel刷数据。( 相对于command模式,ESD差一点,曾经有项目出现过)
v 0x0E& 0x1E & 0x2E & 0x3E&0x39:各种RGB类型数据流传送控制,其 中0x39用于command mode,接下来详细介绍。
反向数据包类型
v 外设向Host反馈有四个基本类型
v 数据封装包类型
Error Report
v 累计多个transaction error,直到host BTA时反馈 v 一个error report含2个byte v BIT0-BIT7 D-PHY errors v BIT8,BIT9 ECC errors v 其他BIT DSI errors
v 低功耗,高效率
BLLP
v BLLP:Blanking or Low Power period v 通常有以下几个情况:
1. Host and panel remain in Idle Mode. Lanes are in LP-11 state.
2. Host transmits one or more non-video packets to the peripheral using Escape mode (low-power Tx).
Operating Mode
v Operating Mode:
v 每个模式都必须从Stop State(LP-11)开始 v Escape mode request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00),Exit( LP-
10→LP-11 ) v High-Speed mode request (LP-11→LP-01→LP-00),Exit(EOT →LP-11 ) v Control Mode (Turnaround BTA) request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-
High-Speed Mode
v HS模式所有通道同时开始,但每个通道可能不同时结束,clock必须也 在hs模式,并且是双边沿触发,也就是data 速率是clock的两倍
v 完整的hs序列如下图,退出EOT+LP11
High-Speed Mode
v 下面是HS下发送0x29 display on时序图
v Non-continuous Clock Mode
可选,一般在Vertical blanking和Horizontal blanking插入LPS。碰过不支持这个 模式的LCD,比如Iphone4和 Ipad mini LCD,还有一些MIPI转换芯片等
正向数据包类型
v DCS 读写命令,可带参数,可用于LCD下初始化参数命令; v Generic读写命令,是协议规范外的命令,通常是一些IC定制的(比如
IPhone4 LCD),只要确保主机和外设同意这些数据的格式和解释即可 。通常和DCS通用:比如0x05和0x13通用,0x15和0x23通用; v 0x22/0x32:切换开关视频显示(外设)模块。有些IC休眠时需要关闭 ; v 0x37:设置最大返回包大小,比如在读ID前发送; v 0x01&0x11&0x21&0x31:用于Sync Event模式下精确表示同步事件的开 始和结束。为了尽可能精确体现一个同步事件,开始标识位必须放第一 位,结束标识位放最后一位;
v So DSI need a procedure enables information transfer in the opposite direction of the current direction.
v 用于读取外色参数(如ID)或 确认发送包外设是否接收正确
BTA Mode
v Acknowledge is a Trigger Message (00100001) sent when all preceding transmissions since the last peripheral to host communication is received by the peripheral with no errors.
BTA Mode
v It is different between DSI and other interface, other IF use Read signal to let slave send read response.But DSI integrate all control signal in DSI Data/Clock lane.
18 bit loosely/pixel
Write Picture—Video Mode
v Video Mode,RGB565,RGB666 packed,RGB666 loosely,RGB888对应的Data Type分别是 0x0E,0x1E,0x2E,0x3E,以RGB888为例:
数据传输例程
5. Host Transmit one or more packets to a different peripheral using a different virtual Channel ID (VC).
Clock For Video Mode
v Continuous Clock Mode
Clock在传输数据包时持续工作在hs模式 MIPI协议规定所有DSI收发器必须支持
Non-Burst Mode with Sync Events
v 和Sync Pulses类似,但只同步每个脉冲的起始位
Burst Mode
v In this mode, blocks of pixel data can be transferred in a shorter time using a time-compressed burst format.
v 工作方式:扫描方向,Master/Slave等设置好之后,IC根据内部控制信号和同步信号将前 400 pixel数据送往屏半边,后400 pixel数据送往另半边,下图是屏厂提供:
长数据包结构
v SoT:开始传输 EoT:结束传输 LPS:LP模式
正向(Forward Direction)数据包类型
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