《MIPI 简介及从物理层到协议层和传输介质的测试方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MIPI 简介及从物理层到协议层和传输介质的测试方法（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 MIPI 简介及从物理层到协议层和传输介质的测试方法 前言 MIPI 技术发展到今天，涵盖的内容十分广泛，本文主要集中讨论 CSI/DSI 的测试和验证，如您对 MIPI 的其它部分感兴趣，可参考如下技术或方案。 MIPI 接收机测试，理解其挑战和方案http:/literature.cdn.K MIPI M-PHY 接收机测试技术文章http:/literature.cdn.K MIPI D-PHY 多路协议解码和触发http:/literature.cdn.K MIPI M-PHY 发射端验证的示波器考量http:/literature.cdn.K MIPI D-PHY 一致性测试软件h
2、ttp:/literature.cdn.K MIPI M-PHY 一致性测试软件http:/literature.cdn.K MIPI DigRF V4 解码和触发 http:/literature.cdn.K MIPI UniPro 解码和触发 http:/ MIPI LLI 解码和触发 http:/ MIPI RFFE 解码和触发 http:/ MIPI M-PHY UFS 解码和触发http:/ 若您从事智能手机或平板等的研发，我们还可提供 测试验证的一揽子方案资料，包括基于协议分析仪而不是示波器的协议分析，微安级的电流测试等。本文由资深技术工程师李凯撰写， 集中讨论 MIPI D-PH
3、Y 技术和测试。 MIPI CSI/DSI 简介及 信号和协议 测试方法 是德科技数字测试专家 ,作者 -李凯 一、 MIPI CSI/DSI 简介 对于现代的智能手机 或 PAD 来说，其内部要塞入太多各种不同接口的设备，给手机的设计和元器件选择带来很大的难度。 下图是一个智能手机的例子，我们可以看到其内部存储、显示、摄像、声音等内部接口都是各不相同的。 即使 以摄像头接口来说，不同的摄像头模组厂商也可能会使用不同的接口形式， 这给手机厂商设计手机和选择器件带来了很大的难度。 MIPI (Mobile Industry Processor Interface)是 2003年由 ARM, No
4、kia, ST ,TI等公司 成立的一个联盟 (www.mipi.org)，目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频 /基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。 MIPI 联盟 下面有不同的WorkGroup，分别 定义了一系列的手机内部接口标准 ， 比如摄像头接口 CSI、显示接口 DSI、射频接口 DigRF、麦克风 /喇叭接口 SLIMbus 等。统一接口标准的好处是手机厂商根据需要可以从市面上灵活选择不同的芯片和模组，更改设计和功能 时 更加快捷方便。 MIPI 组织主要致力于把移动通信设备内部的接口标准化从而减少兼容性问题并简化设计。下图是按照 MIPI
5、 组织的设想未来智能移动通信设备的内部架构。 目前 已经 比较成熟的 MIPI 应用有摄像头的 CSI 接口、显示屏的 DSI 接口以及基带和射频间的 DigRF 接口。 UFS、 LLI 等规范正在逐步制定和完善过程中。 CSI/DSI 的物理层（ Phy Layer）由专门的 WorkGroup 负责制定，其目前 采用 的 物理层 标准是 D-PHY。 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 。 D-PHY 的物理层支持 HS(High Speed)和 LP(Low Power)两种工
6、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 1Gbps）； 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。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。 下图是用示波器捕获的 MIPI 信号，可以清楚地看到 HS 和 LP 信号。 由于 MIPI D-PHY 的信号比较复杂，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， Keysight 提供了基于 示波器 和 逻辑分析仪的 MIPI D-PHY 测
7、试平台。 二、 MIPI CSI/DSI 物理层（ D-PHY） 的 信号质量 测试方法 MIPI D-PHY的信号质量的测试方法主要参考 MIPI协会发布 的 CTS (D-PHY Physical Layer Conformance Test Suite)。 要进行 MIPI 信号质量的测试，首先要选择合适带宽的示波器，按照 MIPI 协会的要求，测试 MIPI 的信号质量至少需要 4GHz 带宽的示波器。为了提高测试的效率，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Lane 的情况可以 每条 Lane 分别测试。 对于 MIP
8、I 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）并结合协会提供的 RTB（ Reference Termination Board）进行信号测试。 而对于系统厂商如手机厂商等，由于系统设计已经完成，要进行 MIPI 的信号测试只能使用焊接或点测探头连接 PCB 上的 实际 信号进行测试，以下是典型的连接图。 测试系统的核心是 Keysight 的 U7238B MIPI 一致性测试软件平台，这个软件采用图形化的界面指导用户完成测试参数的设置和连接，并自动完成信号质量的测试和测试报告的生成。下图是软件的设置界面和测试报告。 除了
9、做信号质量的测试以外，为了方便复杂问题的调试和分析， Keysight 还在示波器上提供了 N8802A 的 MIPI D-PHY 的协议触发和解码方案，通过简单的设置就可以实现对 CSI/DSI协议的解码分析，可以方便用户发现隐藏在上层协议里的问题故障。以下是其设置和解码的界面。 填写被测的 D-PHY 速率 选择测试项目 确保硬件连接正确 以下是 MIPI D-PHY 信号质量 测试推荐的测试配置： 宽带示波器： DSOS404A Infiniium S 系列 10-bit 高清示波器； MIPI D-PHY 信号质量测试软件： U7238B 信号一致性测试选件 ; 复杂信号分离软件： N
10、5415B InfiniiScan 选件； MIPI D-PHY 协议触发和解码软件： N8802A CSI/DSI 解码选件 有源探头放大器： 1132A 4； 探头放大器前端附件： E2669A 4； 三、 MIPI CSI/DSI 的协议测试方法 对于从事 MIPI CSI/DSI 的芯片和外围模块开发的用户来说，需要的是能够全面地验证被测件的功能及在各种可能出现的情况下的表现，这仅仅依靠示波器里提供的信号质量分析和协议解码功能就不太够了。为此， Keysight 还为此提供了 U4421A 的 MIPI CSI/DSI 的协议分析和信号激励方案。 U4421A 采用的是 Keysigh
11、t 近来推出的 AXIe 的机箱结构，采用模块化设计，可以根据需要灵活配置采集模块的数量、以及机箱和 控制器。 AXIe 借鉴通信中AdvancedTCA 的成熟架构，具有很好的扩展性，同时适用于需要高密度和需要大量数据处理的应用场合。 U4421A 是插在 AXIe 机箱里的一个分析模块，根据不同的 License 选件可以配置成分析仪或训练器，或者两者兼有。 U4421A 配置成协议分析仪时可以通过探头对 CSI/DSI 总线上数据进行捕获，并把上面承载的数据包的内容解析出来进行分析。为了直观地发现总线上的错误，分析软件除了可以对数据包结构内容进行解码以外，还提供了图像提取功能，即可以从
12、DSI/CSI 的数据包里把其传输的图像数据直接提取出来，方便了测试结果的分析。 U4421A 的协议分析主要功能如下： DSI和 CSI协议包的触发、解码和显示，支持包过滤功能 最高支持 1.5Gbps的数据速率； 最大 16G Byte的数据存储深度； 最多支持 1对时钟线和 4对数据线； 支持最多 8级触发序列 支持 SOT/EOT/Escape Error/CRC Error等多种错误 检测 和 显示； 支持 ”Raw Data”功能， 象逻辑分析仪一样显示原始信号的逻辑波形，方便定位逻辑底层问题； 通过增加选件可以支持图像提取功能，可 以直观看到承载的图像信息； 支持飞线探头、 So
13、ft Touch探头等多种连接方式 U4421A 配置成训练器功能时可以根据用户需要编辑产生需要的 CSI/DSI 数据包发送给被测设备看其显示是否正常。 CSI/DSI 的数据包结构非常复杂，而且 LP 和 HS 信号同时存在。为了方便用户快速生成测试数据，测试过程中可以使用 U4421A 里面安装的 D-PHY DSI 数据产生软件用训练器功能方便地生成需要的测试数据，比如把一副现成的 BMP 图像文件直接插入到测试数据包里。 U4421A 的训练器主要功能如下： 可以编辑产生 DSI和 CSI数据包 最高支持 1.5Gbps的数据速率； 最大 16G Byte的数据存储深度； 最多支持
14、1对时钟线和 4对数据线； 可以灵活改变产生信号的速率、信号斜率、信号电平、信号间时延等参数 可以灵活改变 CLK-POST/CLK-PRE/CLK-PREPARE/HS-EXIT/HS-PREPARE/HS-TRAIL/LPX等多种时间参数 通过增加选件可以支持图像插入功能，可以直接把图像文件插入到产生的数据包中； 下图是用 U4421A 对 DSI 接口的显示屏 进行测试的一个例子。 四、总结 在进行完信号质量、协议功能或各个模块单独的测试以后，在系统测试时问题可能会 更加复杂。 针对这种需求， Keysight 还提供了覆盖信号质量和协议、功能验证的系统调试和测试方案。 即用训练器 产生激励并进行协议分析，用示波器同时捕获总线上的模拟信号波形，示波器和协议分析仪可以互相触发 ，这对于复杂数模混合问题的分析会更加方便。综上可见， MIPI CSI/DSI 是 现代 智能手机 和 PAD
