一文带你搞懂 MIPI 框架

嵌入式Linux系统开发

1、介绍

1、MIPI 联盟，即移动产业处理器接口（Mobile Industry Processor Interface）联盟。MIPI 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。

2、MIPI 联盟定义了一套接口标准，把移动设备内部的接口如摄像头、显示屏、基带、射频接口等标准化，从而增加设计灵活性，同时降低成本、设计复杂度、功耗和EMI。

3、传感器与单片机之间的接口标准有很多，如 UART 协议、I2C、I2S、SPI、SDIO等，同时也出现了各种与摄像头传感器和显示器相关的并行接口，多种不同的接口标准导致了设计时的混乱。与此同时，要采用并行接口，通常摄像头传感器要涉及10路以上信号，而显示器则涉及到多达20路，这么多的信号可能导致传输拥塞。而并行接口在费用、大小、重量、每一路信号的可靠性（每个信号和节点都有可能出错）都没有优势。

4、MIPI并不是一个单一的接口或协议，而是包含了一套协议和标准，以满足各种子系统（图像子系统[摄像头和显示器]、存储子系统、无线子系统、电源管理子系统、低带宽子系统[音频、键盘、鼠标、蓝牙]）独特的要求。

MIPI 官网：https://www.mipi.org

2、MIPI 框架

MIPI 主要包含四个方面的协议：

1、multimedia，多媒体

2、Control & Data

3、Chip-to-Chip Inter Process Communications

4、Debug & Trace

四个方面分别包含如下用途，以颜色区分：

1）MIPI multimedia spec

其中最常见的多媒体方向的协议，大家讨论的大都是多媒体方面的：

上图分为三层：应用层、协议层、物理层。

名词介绍：

DSI：Display Serial Interface，定义位于处理器和显示模组之间的高速串行接口

CSI：Camera Serial Interface，定义位于处理器和摄像模组之间的高速串行接口

DCS：Display Command Set，一个标准化的命令集，用于命令模式的显示模组。

D-PHY、C-PHY、A-PHY、M-PHY：提供 DSI 和 CSI 的物理层定义，其中大家讨论最多的是 D-PHY 这个协议，用的最多的也是 D-PHY。

举例：

在 MIPI 目前公布的协议中，有 3 类基于摄像头的接口，一个是前几年大行其道的 D-PHY 接口，一个是 C-PHY 接口，还有一个是 M-PHY 接口。

D-PHY 接口一般是1/2/4 Lane，每个 Lane 走差分线对，是电流驱动型，单信号幅度一般是200mv，线对差分的幅度在400mv左右，布线要求是等长且成双成对，D-PHY是有单独的同步时钟来进行同步，最多是10根线，但解码接收要容易些；

D-PHY的物理层支持 HS(High Speed)和 LP(Low Power)两种工作模式。HS 模式：低压查分信号、功耗大、高速率（80M -1Gbps）、信号幅值（100mv-300mv）。LP 模式：单端信号、功耗小、速率低（< 10Mbps) 、信号幅值（0-1.2V）

C-PHY 接口是 1/2/3 Trio，每个 Trio 走 3 根线，最高是 9 根线，比D-PHY要少一根，且要传输的数据量大一些，C-PHY 是电压驱动型，由于是两两相差，信号幅度绝对值分别是0,100,200mv，信号较弱，不利于传输。没有单独的同步信号线，必须要求传输距离短，不能走差分线对。

M-PHY，类似于USB，完全是异步传输，目前没有对应的 sensor 上市，不做过多的介绍。

CSI-2主要用于图像接入（一般是接Sensor），DSI-2主要用于图像输出（一般是输出到显示屏）。

摄像头采集图像后显示逻辑框图如下：