原標題：【精品博文】MIPI掃盲——D-PHY介紹（一） D-PHY種的PHY是物理層（Physical）的意思，那麼D是什麼意思呢？在MIPI D-PHY的文檔中有提到過，D-PHY的最初版本的設計目標是500Mbits/s，而D是羅馬數字（拉丁文數字）中500 。同理C和M分別是羅馬數字中的10 ...
D-PHY種的PHY是物理層（Physical）的意思，那麼D是什麼意思呢？在MIPI D-PHY的文檔中有提到過，D-PHY的最初版本的設計目標是500Mbits/s，而D是羅馬數字（拉丁文數字）中500 。同理C和M分別是羅馬數字中的100和1000，也就是C-PHY和M-PHY中C和M的意思了。
D-PHY是一種高速、低功耗的源同步物理層，由於採用了高功效設計，因此非常適合功耗大的電池供電設備使用。它裡面同時包含了有助於實現高功效的高速模塊和低功耗模塊。載荷數據（圖像數據）使用高速模塊，控制和狀態信息的發送（在照相機/顯示器和應用處理器之間）使用的是低功耗模塊（利用低頻信號）。它具有在單個數據包脈衝中發送高速和低功耗數據的特殊能力。低功耗模塊有助於節省功耗，高速模塊則有助於實現高清晰度照片質量數據信號要求的較高帶寬。
如下圖所示，MIPI信號（HS模式下）相對於傳統的TMDS信號、LVDS信號等，具有低電壓擺幅，低功耗的優勢。
MIPI D-PHY協議定義了兩種傳輸模式：高速模式（High Speed，HS）和低功耗模式（Low Power，LP），兩種模式使用不同的傳輸電平和傳輸機制。HS模式和LP模式的電平如下圖所示：
其中，HS模式下，為差分信號傳輸，信號電平在100mV~300mV（200mV的壓擺）；LP模式下，為單端信號傳輸，信號電平在0~1.2V（1.2V壓擺）。HS模式下，信號傳輸速度可達80Mbps~1Gbps（v1.0）或80Mbps~1.5Gbps（v1.1），採用源同步的傳輸方式，由主機（Master）設備向從機（Slave）設備提供DDR時鐘。LP模式下，信號傳輸速度為10Mbps，此時傳輸通道的差分線（HS模式下的）是兩根獨立的信號線。無論是HS模式還是LP模式，都採用LSB fisrt，MSB last的傳輸方式。
【註】為什麼要這樣設計？我個人的理解是這樣的：HS模式下，信號傳輸速度較快，較低的壓擺有利於提升傳輸速度，同時降低功耗和EMI；那麼為什麼LP模式下不用HS的傳輸機制呢？是因為LP模式下，傳輸的信號速度較慢，較低的壓擺不利於系統的穩定（此時可能會有比較嚴重的過沖，如果採用100mV~300mV的電平的話）。
一個完整的MIPI傳輸系統結構圖如下：
其中PHY Layer為物理層，如D-PHY，Low Level Protocol和Lane Management為中間層，如DSI和CSI，Application為應用層，可由軟體或者硬體實現，以DSI系統為例，其中所有的命令需要符合MIPI的DCS（Display Command Set）規範。
D-PHY協議最多支持5個Lane（通道）（一個時鐘Lane，4個數據Lane），最少需要兩個Lane（一個時鐘Lane，一個數據Lane）。
如上圖所示，一個通用的Lane中包含LP-TX、LP-RX、HS-TX、HS-RX和LP-CD模塊，所有收發模塊均共用同一個差分線Dp，Dn（在LP模式下，為兩根單獨的信號線）。整個Lane通過PPI介面（PHY Protocol Interface）與系統的其他部分連接。
其中，LP-CD模塊僅在存在於需要雙向通信（Bidirectional）的系統中，對於不需要雙向通信（Unidirectional）的系統，如CSI協議，則不需要LP-CD模塊。顯然，在Unidirectional系統中，主機（一般固定為Transmitter）則不需要RX模塊，從機（一般固定為Receiver）則不需要TX模塊。在需要雙向通信的系統中，如DSI（當然，在特定的系統中，DSI也可以是Unidirectional的），一般只需要一個Data Lane具有雙向收發的能力，其他的Data Lane和Clock Lane則可以根據實際需求，去除RX或者TX模塊。需要註意的是，即使實在Unidirectional的系統中，Clock Lane也不需要反向傳輸，即當從機向主機發送數據時（反向傳輸），此時的DDR時鐘仍然是由主機提供（HS模式下，LP模式下則不需要時鐘）。
比較有意思的地方是，在LP模式下（包括Control Mode和Escape Mode），採用的是Spaced-One-Hot Coding機制。在該機制下，時鐘可以從傳輸的數據中得以體現，因此不需要傳輸時鐘。此時，用戶可以根據實際需求，設置Clock Lane繼續運行或者關閉以降低功耗。關於Spaced-One-Hot Coding會在後面的博文中詳細介紹。【註】我們常聽到的LPDT模式（Low-Power Data Transmission）和ULPS模式（Ultra-Low Power State）都是Escape Mode的一種。
綜上所述，也就是說，D-PHY中一共有三種Lane，Unidirectional Clock Lane 、Unidirectional Data Lane以及Bi-directional Data Lane。
需要註意的是，D-PHY的Bidirectional通信是一種半雙工的雙向通信模式，同時，反向傳輸的速度只有正向傳輸的1/4。返回搜狐，查看更多
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