MIPI技术测试白皮书

MIPI 联盟下面有不同的 WorkGroup，分别定义了一系列的手机等移动设备内部接口标准，比如摄像头接口CSI、显示接口DSI、射频接口DigRF、麦克风 / 扬声器接口 SLIMbus 等。

下图是其目前的整个的系统框图 ：

MIPI D-PHY

1. MIPI D-PHY 架构

D-PHY 采用 1 对源同步的差分时钟和 1 ～ 4 对差分数据线来进行 数据传输。数据传输采用 DDR 方式，即在时钟的上下边沿都有数据传输。

Lane 有高速和低功耗两种收发器，所以 D-PHY 的物理层支持 HS(High Speed) 和 LP(Low Power) 两种工作模式。HS 模式下采用低压差分信号，功耗较大，但是可以传输很高的数据速率（数据速 率为 80M ～ 4.5Gbps），支持 100mV 到 300mV 的电压范围 ；LP 模 式下采用单端信号，数据速率很低（<10Mbps），但是相应的功耗 也很低，支持 0V 到 1.2V 信号电平。两种模式的结合保证了 MIPI总线在需要传输大量数据（如图像）时可以高速传输，而在不需 要大数据量传输时又能够减少功耗。

下图是 HS 和 LP 模式下的信号电平示意图。右图是用示波器捕获 的 MIPI D-PHY 信号，可以清楚地看到 HS 和 LP 信号。

▲图 ：MIPI D-PHY 时序

2. MIPI D-PHY 物理层测试方案

MIPI D-PHY 的信号复杂，要保证接口信号和协议的一致性需要很 复杂的测试。为了提高测试的效率，是德科技针对 MIPI D-PHY 提 供了全套的自动化解决方案，根据 MIPI D-PHY 各版本的速率及规 格参数需要选择合适带宽的示波器，按照 MIPI 协会的要求，针对不同速率的 MIPI 版本示波器带宽如下：

测试中推荐采用 4 支探头分别连接 clk+/clk- 和 data+/data- 信号进 行测试，对于有多条数据 Lane 的情况，可以每条 Lane 分别测试。

MIPI 模组或芯片的测试可以根据 MIPI 协会推荐的方法设计评估板 TVB（Test Vehicle Board）把信号输出转换成标准的 SMA 接口输出， 并结合协会提供的 RT（BReference Termination Board）进行信号测试。RTB 板提供标准的匹配切换以及不同的线路容性的选择，如下图：

为了提高测量的效率及精准度，是德科技提供了自动化测试软件 D9020DPHC，可以快速而轻松地验证和调试 D-PHY 数据链路。

图 ：D9020DPHC 自动化测试软件

3. D-PHY 方案 ：

D-PHY 发射机 Tx 测试典型配置 ：

D-PHY 接收机测试：

MIPI C-PHY

1. MIPI C-PHY 架构

C-PHY 并不是严格意义上的差分信号线。而是更像我们的工业用电一样，它使用三根信号之间的差作为信号判断。其三根信号之 间必然有一根在 3/4V 一根在 1/2 V 一根在 1/4V。三根线在同一时 刻的状态一定不同，因此其有六个不同的状态。协议中使用 +x，-x, +y，-y, +z，-z 代表。显然的，实现嵌入时钟的目的是为了增加带宽，肯定会涉及到编码，物理层的结构必然是完全不同，单从 线路上看，C-PHY 是一个 A/B/C 三线系统。

▲图 ：MIPI C-PHY 结构框图

MIPI C-PHY 不传输单独的时钟，必须 CDR 先恢复时钟，然后再用恢复的时钟采样数据并寻找同步头，最后还需要进行数据解码 恢复出最初的发送的内容（发送端的过程相反）。

C-PHY 物理链路（A/B/C 线）上传输的是不同的电平，通过 A-B，B-C， C-A 的电平运算，恢复出 +x，-x，+y，-y，+z，-z 六种不同的线态，通过前后线态的旋转方向，相位和极性恢复出编码符号，再通过 连续 7 组符号解码出 16bit 的数据，整个过程见下图。

2. MIPI C-PHY 物理层测试方案

根据 MIPI C-PHY 各版本的速率及规格参数需要选择合适带宽的示 波器，按照 MIPI 协会的要求，针对不同速率的 MIPI 版本示波器带宽及连接方式如下：

借助用于 Infiniium 示波器的 MIPI C-PHY 一致性测试软件，您可以快 速而轻松地验证和调试 C-PHY 数据链路，如下图 ：

C-PHY 发射机 Tx 测试典型配置 ：

C-PHY 发射机 Tx 测试典型配置 ：

MIPI M-PHY

1. MIPI M-PHY 架构

MIPI M-PHY 专为需要快速通信通道以实现高分辨率图像，高视频帧速率和大型显示器或存储器的数据密集型应用而设计。它是一 种多功能 PHY，为工程师提供配置选择和跨行业平台开发的能力，以有效地解决多个市场。它可以互连智能手机，可穿戴设备，个 人电脑甚至大型系统（如汽车）中的组件。

它提供两种传输模式，具有不同的比特信号和时钟方案，旨在用 于不同的带宽范围，以在更广泛的数据速率范围内实现更好的功 效。可达到的峰值传输速率在一个通道上为 11.6 Gbps，在四个通道上为 46.4 Gbps。每个通道的高带宽可以减少所需的通道数量。此功能对于可穿戴设备和智能手机以及需要在机械铰链内安装互 连的笔记本电脑尤其实用。

M-PHY 的通道结构如下图所示 ：

▲图 ：M-PHY 的通道结构

HS-MODE 和 LS-MODE 支持的速率等级如下表所示 ：

其中 LS-MODE 为必须支持的模式，有可以分为Type-I 和 Type-II 两种，详细见下图所示 ：

M-PHY 发射机 Tx 测试参考配置：

MIPI M-PHY 的 RX 测试：

M-PHY 接收机 Rx 测试参考配置：

内容来源：是德科技


审核编辑 黄宇