MIPI介绍(CSI DSI接口)

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对于现代的智能手机来说，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, Nokia, ST ,TI等公司成立的一个联盟，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。下图是按照MIPI的规划下一代智能手机的内部架构。

MIPI是一个比较新的标准，其规范也在不断修改和改进，目前比较成熟的接口应用有DSI(显示接口)和CSI（摄像头接口）。CSI/DSI分别是指其承载的是针对Camera或Display应用，都有复杂的协议结构。以DSI为例，其协议层结构如下：

CSI/DSI的物理层（Phy Layer）由专门的WorkGroup负责制定，其目前的标准是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。

MIPI还是一个正在发展的规范，其未来的改进方向包括采用更高速的嵌入式时钟的M-PHY作为物理层、CSI/DSI向更高版本发展、完善基带和射频芯片间的DigRF V4接口、定义高速存储接口UFS(主要是JEDEC组织)等。当然，MIPI能否最终成功，还取决于市场的选择。

当前，终端市场要求新设计具有更低功耗、更高数据传输率和更小的PCB占位空间，在这种巨大压力之下，一些智能化且具有更高性能价格比的替代方案开始逐渐为相关设计人员所采用。现在使用的几种基于标准的串行差分接口当中，MIPI接口在功率敏感同时又要求高性能的移动手持式设备领域中的增长极为迅速。而基带和显示器/相机模块对MIPI显示器串行接口(Display Serial Interface，DSI)和相机串行接口(Camera Serial Interface，CSI-2)协议的广泛采纳，正是这种增长的主要推动力。DSI和CSI-2是分别针对显示器和相机要求的逻辑层(logical-level)协议，它们通过物理互连对主机与外设之间的数据进行管理、差错和通信。MIPI D-PHY规定了连接处理器和外设的物理层的物理及电气特性，这些MIPI接口为服务移动设备市场而专门设计。图1所示为显示器与相机路径上的MIPI接口的顶层模块示意图。