MIPI学习

1、mipi是什么？

    mipi当然是米皮啦！西安的小吃，哇哈哈哈。削微开个玩笑

    

    MIPI 联盟成立于2003年，是由ARM, Nokia, ST ,TI等公司成立的一个非营利组织。即移动产业处理器接口（Mobile Industry Processor Interface 简称MIPI）联盟。开发移动和受移动影响的设备的公司提供服务。该组织制定了硬件和软件接口规范，制造商可以使用它们来互连设备中的组件。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（移动产业处理器接口，Mobile Industry Processor Interface）是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准和一个规范。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。

    摄像机串行接口2规范定义了外围设备（摄像机)和主机处理器(基带、应用引擎)之间的接口

   mipi官网 ：https://www.mipi.org/

2、名词解释

        Lane：用于高速串行时钟或数据传输的单向、点对点、2或3线接口；lane的数量由使用中的PHY规范的决定(即 分别为D-PHY或C-PHY)。

                    使用D-PHY物理层的CSI-2相机接口由一个时钟线和一个或多个数据线组成。

                    使用C-PHY物理层的CSI-2相机接口由一个或多个通道组成，每个通道同时传输时钟和数据信息
        Message：在CCI (I2C)或CCI (I3C SDR)中，消息以启动或重复启动条件开始，后面跟着目标备设备的地址，R/W位，其他数据，并以停止或重复启动条件结束。在CCI (I3C SDR)的情况下，可以在开头添加一个启动或重复启动条件，后跟7’h7e。

                          在CCI (I3C DDR)中，消息以I3C HDR ENTHDR0 CCC或I3C HDR重启模式开始，然后是HDR-DDR命令、HDR-DDR数据，以I3C HDR退出模式或I3C HDR重启模式结束。
        Operate：操作由一个或多个消息组成，以便读或写。 
        Packet：以指定方式组织的一组字节，用于跨接口传输数据。 所有数据包都有最小指定的组件集。 字节是产生数据包的基本数据单位。
        有效负载：仅应用程序数据-所有同步、头、ECC和校验和以及其他与协议相关的信息都被删除。 这是应用程序处理器和外围设备之间传输的“核心。 
        睡眠模式：睡眠模式(SLM)是一种仅泄漏电平的功耗模式。 
        传输：高速串行数据主动遍历总线的时间。 一个传输在开始和结束时分别以SOT（传输的开始）和EOT（传输的结束）为界。 
        虚拟通道：支持多达32个外围设备的多个独立数据流。 每个外围设备的数据流可能是虚拟通道。 这些数据流可以交错并作为顺序数据包发送，每个数据包专用于特定的外围设备

3、CSI-2概览

     3.1  C-PHY和D-PHY概览

        D-PHY：一个2线时钟线和一个或多个2线数据线的单向差分接口。发送方接受方之间的连接用D-PHY模式CSI-2，发送方是camera模组，接受方是CPU中某部分

          

         

      C-PHY：第二个高速数据传输接口选项 ，由一个或多个单向3线串行数据通道组成，每个通道都有自己的嵌入式时钟。CSI发送器和接收器连接。

          

     3.2 CSI-2 分层定义

            

        PHY层 ：     指定传输介质(电导体)，输入/输出电路和从串行比特流捕获“1”和“0”的时钟机制。这一部分记录了传输介质的特性、信令和D-PHY物理层选项的电气参数、时钟和数据通道之间的定时关系。

                             指定了发送起始(SoT)和发送结束(EoT)的信令机制，以及可以在发送和接收物理之间传递的其他“带外”信息。位级和字节级同步机制是PHY的一部分

        
        协议层。协议层由几个层组成，每个层都有不同的职责。CSI-2协议使用主机处理器上的单一接口支持多个数据流。协议层指定如何标记和交叉多个数据流，以便每个数据流可以正确地重构。

              •像素/字节打包/解包层：CSI-2规范支持不同像素格式的图像应用程序。在传送器中，这一层将应用层的像素打包成字节，然后再将数据发送到低层协议层。在接收端，这一层在将数据发送到应用层之前将底层协议层的字节解包为像素。每像素8                             位数据被这一层不变地传送。

              •低级别协议：低级别协议(LLP)包括为串行数据在SoT(传输开始)和EoT(传输结束)事件之间传输以及将数据传递到下一层建立位174级和字节级同步的方法。LLP的最小数据粒度是一个字节。LLP还包括字节内位值解释的赋值，即“尾数”赋值。

              •Line管理：为提高性能，CSI-2是Lane-scalable的。数据通道的数量不受的限制，可以根据应用程序的带宽要求来选择。接口的传输端将(“分发器”功能)字节从传出的数据流分发到一个或多个通道。在接收端，接口从通道收集字节并合并                                          (“合并”功能)到一个重新组合的数据流中，恢复原始的流序列。对于C-PHY物理层选项，这一层专门分配或收集字节对(即16位)到或从数据通道

        应用程序层：这一层描述了包含在数据流中的数据的更高层次的编码和解释

      3.3 控制端CCI        

           控制端有2根双向线连接，兼容I2C，可以支持400KHz的数据传输。其读写都遵循I2C协议。包括单数据读写以及连续数据读写。最大支持16bit寄存器寻址，能够支持8bit，16bit，32bit，64bit数据宽度。寄存器数据发送顺序是由高到低。

              CCI可以选择性地支持高达1Mbps (Fm+)、12.5Mbps (SDR)或25Mbps (DDR)。

      

       

4、MIPI CSI2工作模式

         D-PHY有两种传输模式：
               ①HS 高速传输模式，用于传输突发数据，同步传输，信号为差分信号，电平范围为100mv-300mv，传输速度范围是80-1000Mbps。
                  在该模式下传输时，当差分线正端收到1.2V 信号，负端收到0V信号时，这时接收端识别为1。反之为0。
               ②LP 低功耗模式，用于传输控制指令，异步传输，信号线为单端，电平范围是0-1.2v，没有用时钟线，时钟是通过两个数据线异或而来的，速度只有10Mbps。
                  在该模式下传输时，当正端接收到300m V，负端接收到100m V 时接收端识别为1.反之则识别为0。

      

   进入时序：LP11->LP10->LP00

   退出时序：LP00->LP10->LP11

5、Low Level层

    低级别协议(LLP)是一个面向字节的、基于包的协议，它支持使用短包和长包格式传输任意数据。

     LLP包有两种：长包和短包。每个包的传输以ST（start of transmission）开始，ET（end of transmission）结束，中间间隙是LPS（Low Power State低功耗状态）

 长报文

     MIPI CSI2的长包主要有包头、数据包和包尾三部分构成。而包头又可细分为：数据标识（data identifier）、数据包大小（word count）和错误校验码（ECC）构成

短报文

   与长包相比，短包没有数据包和包尾。数据标识DI中的数据类型在0x00到0x0F之间。WC字段是短包的数据域，这个数据可由用户定义。ECC是校验码，能对1bit错误进行纠错，2bit错误进行检查

帧格式

6、驱动代码中mipi的配置

    mipi_clk = mipi_data_rate * line_number / 10bit

    .mipi_data_lp2hs_settle_dc = 85,
    .mipi_pixel_rate = 460800000,               //sensor实际输出数据速率

    .sensor_interface_type = SENSOR_INTERFACE_TYPE_MIPI,
    .mipi_sensor_type = MIPI_OPHY_NCSI2,
    .mipi_settle_delay_mode = 1,
    .mipi_lane_num = SENSOR_MIPI_4_LANE,

enum ACDK_SENSOR_INTERFACE_TYPE_ENUM {
    SENSOR_INTERFACE_TYPE_PARALLEL = 0,
    SENSOR_INTERFACE_TYPE_MIPI,
    SENSOR_INTERFACE_TYPE_SERIAL,/* add for ATV using serial interface */
    SENSOR_INTERFACE_TYPE_MAX
};

typedef enum { //0:CSI2(2.5G), 1:NCSI2(1.5G)
    CSI2_1_5G           = MIPI_OPHY_NCSI2, /* 1.5G support */
    CSI2_2_5G           = MIPI_OPHY_CSI2, /* 2.5G support*/
    CSI2_2_5G_CPHY      = MIPI_CPHY, /* 2.5G support*/
}SENINF_CSI2_ENUM;

typedef enum {
  SENSOR_MIPI_1_LANE = 0,
  SENSOR_MIPI_2_LANE,
  SENSOR_MIPI_3_LANE,
  SENSOR_MIPI_4_LANE
} ACDK_SENSOR_MIPI_LANE_NUMBER_ENUM;

7、参考文档

MIPI CSI2学习（一）：说一说MIPI CSI2_会飞的胖子的博客-CSDN博客

【转】mipi-csi-2解读 - 七月妈 - 博客园 (cnblogs.com)

MIPI接口的那些事儿 (qq.com)

 

剩下还有一些corlor space、数据格式以及存储格式的介绍在 《mipi_CSI-2协议规范资料,mipi_CSI-2_specification_v2-1-er01.pdf》