M-PHY协议解读一:M-PHY整体概述

1.1 M-PHY整体概述

M-PHY协议思维导图如下:

M-PHY协议解读一:M-PHY整体概述_第1张图片

思维导图主要分为两大部分:M-PHY基本特点和基本概念。第一部分对M-PHY的基本特点进行描述,通过与D-PHY/C-PHY多个维度的对比分析,对M-PHY有一个整体的基本认识;第二部分对M-PHY协议中的内容进行详细的描述,主要包括:

  • M-PHY系统整体框架(章节4-1)

内容:了解M-PHY的整体组成,包括PIN/LINE/LANE/LINK等基本概念;了解M-PHY协议规定范围是什么;

  • LINE状态(章节4-2)

内容:了解DIF-P/DIF-N/DIF-Z/DIF-Q基本概念;

  • Bit-Signaling数字信号方案(章节4-3)

内容:了解不归零信号NRZ以及脉冲宽度调制PWM基本概念;了解每种传输方式的应用场景以及优劣势;

  • 速率选择(章节4-4)

内容:了解低速LS和高速HS场景下的不同Gear速率以及Rate-A/Rate-B基本概念;了解Gear之间的关系;了解速率与数字信号方案的对应关系;

  • 编码方案(章节4-5)

内容:了解8b/10b方案;

  • List item M-PHY内部状态机(章节4-6/4-7)

内容:了解各个状态含义以及约束;了解各个状态跳转关系;了解不同的数字信号方案以及RX/TX之间状态机差异;

  • M-PHY配置(章节4-8/8-4)

内容:了解配置流程;了解关键配置参数;

M-PHY协议中的章节5/6/7这里不进行内容分析。目前方案中不涉及光纤的传输介质,同时本次分享重点关注数字相关部分,模拟相关的电器特性也不做内容分析。

1.2 M-PHY基本特征

基本特征思维导图如下:

M-PHY协议解读一:M-PHY整体概述_第2张图片

接下来主要对协议原文进行解读分析:

在这里插入图片描述

1)M-PHY是一个串行的接口, RX与TX之间一条LANE通过差分线进行传输,是串行的。串行传输带来的优势就是low-pin count;同时M-PHY支持嵌入式时钟,RX接收数据时可以通过数据中恢复出时钟,这样RX和TX之间可能没有时钟线连接;D-PHY采用的是源同步时钟,所以需要从TX送出时钟给RX。M-MPHY相对来说有更少的接口引脚。

2)M-PHY在HS-G4场景下数据传输带宽为11.6Gb/s,是D-PHY的4倍多,是C-PHY的2倍多,所以它是一个高带宽的接口。

3)功耗管理方面,M-PHY有“深度”低功耗状态H8状态,以及“浅度”低功耗状态SLEEP/STALL状态,SLEEP/STALL状态可以快速恢复到数据传输的BURST状态,H8状态有更低的功耗。不同的低功耗状态可以灵活满足不同的需求;同时M-PHY支持不同的数据速率,更严格的速率匹配减少带宽浪费,从另一方面也算节省了功耗。

M-PHY协议解读一:M-PHY整体概述_第3张图片

1) M-PHY中的LANE代表了完整的数据传输结构,每条LANE是单向的,即只能从RX到TX或TX到RX。协议中规定每个方向可以存在多条LANE,且不同方向LANE的个数可以是不同的。

如下图中TX->RX有两条LANE,RX->TX有一条LANE;上层协议可以对LANE进行配置参数,通过配置不同的参数适配不同场景,同时不同方向LANE的参数配置时非对称的,最大程度上保证了LANE的灵活性。

dual-simplex意思是全单工,全工就是同一时刻TX->RX和RX->TX两个方向可以同时进行数据传输,单工就是一条LANE上只能传输一个方向数据。

2) application protocols指的是对接M-PHY的上层协议,如Unipro协议。

3) M-PHY协议只规定LANE本身的特性而不规定具体的解决方案,如Unipro和M-PHY对接时需要几条LANE,Unipro对M-PHY有什么约束条件等等这些都不做说明。

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