嵌入式開發(fā)之mipi干貨

曉理曉章 2018-01-25

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其實工作了這么久后，真的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的工程師太依賴軟件庫了，做一個成熟的項目可以，稍微新一點，沒做過的，沒現(xiàn)成的代碼的項目，就不敢接了。一來是風(fēng)險控制，二來還是技術(shù)太菜！
其實技術(shù)很簡單，超級簡單，大學(xué)做實驗時候，在開發(fā)板，做什么紅外報警，32位密碼鎖，還有無繩電話等，拉一套學(xué)長的代碼，調(diào)試一下，燒到板子，就OK了。用帶我的張老師的話說“加個殼，你們就可以注冊個商標(biāo)創(chuàng)業(yè)開公司了?！?img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2018/01/2510/122869192_1_20180125103733518' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2018/01/2510/122869192_1_20180125103733518" alt="這里寫圖片描述" title="">
以前覺得技術(shù)NB，銷售LJ?，F(xiàn)在回頭一看，銷售才是王道啊，技術(shù)什么的，拉個虎皮就能出產(chǎn)品了，慢慢升級質(zhì)量也會上去。只要有銷路，土豪做朋友。
╮(╯▽╰)╭
吐槽完了，還是出點干貨吧?，F(xiàn)在的COMS sensor 完全不顧人眼最適的800W像素，1200W,1300W不停向上搞。那么問題來了：這么高像素的IC，要達(dá)到30幀/S,這傳輸速率要多給力啊，所以，mipi傳輸協(xié)議打敗了串口，并口的傳輸方式，成為現(xiàn)在的新寵。
下面就介紹一下mipi協(xié)議及一些常規(guī)故障排除。不要問我為什么懂，畢竟COMS芯片F(xiàn)AE的工作不是白做的，現(xiàn)在呆過的第一家公司已經(jīng)上市了，祝福啊。對于在上市前夕離開開公司的事情，我真是一點不后悔啊。%>_<%
這里寫圖片描述
MIPI ——Mobile industry process interface
多家移動開發(fā)或者應(yīng)用商共同籌劃
接口標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟
節(jié)約成本，加快產(chǎn)品開發(fā)速度
內(nèi)容豐富，顯示、照相機(jī)、電源管理、射頻、存儲接口等等

CIS（cmos image sensor）中僅用到了mipi協(xié)議中的csi-2（camera serial interface二代，標(biāo)識生成要求）和D-phy（物理層，輸出通道要求）
Camera端做transmitter，平臺端做receiver
簡而言之 mipi的作用就是：
1.數(shù)據(jù)并行轉(zhuǎn)換成串行；
2.功能復(fù)用，節(jié)約傳輸線；
3.相對提高傳輸品質(zhì)和速度；
4.增加傳輸距離；
5.適用新的平臺需求；
mipi輸出
為什么mipi那么NB，下面對比一下就照了。
DVP 并口
并口需要
Vsync：幀同步信號
Hsync：行同步信號
和8條數(shù)據(jù)線，但這10根線，mipi只需要5根。所以，我行，我來！
mipi信號 Clock和 data中體現(xiàn)差分即低位先出，故如此表示，差分信號P高N低表1，P低N高表0.
現(xiàn)在對mipi大概有點小小的概念了。再給你看看她的照片，保證你喜歡。MIPI 輸出長什么樣？
當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)~~
mipi 的美顏照片
幀頭標(biāo)識、幀尾標(biāo)識（分別由vsync上升下降沿生成）
行頭標(biāo)識、行尾標(biāo)識（分別由hsync上升下降沿生成）
有效數(shù)據(jù)長包。包含行標(biāo)識，所以可以省略line_sync短包
相對于并口傳輸，即是將vsync、hsync與數(shù)據(jù)共通道復(fù)用傳輸。
總之一句話，能用軟件解決的一定不要動硬件，能動手的一定不要動嘴。人生哲理。
什么？不要看PS過的照片！好吧，下面發(fā)個素顏照。
mipi
是不是美如畫。
而mipi的信號符合其通信協(xié)議，
規(guī)定其起始電壓在1.1~1.3V，等等，如下圖（我比較懶，不服來辯）。這是其電氣要求。
電位要求
然后軟件方面，如下圖：
MIPI 數(shù)據(jù)長包內(nèi)容
字節(jié)(byte)為基本傳輸單元，每個byte中有8位(bit)
Sync dyte：用來同步數(shù)據(jù)開始，告知接下來為有效數(shù)據(jù)
DATA TYPE：該包傳輸?shù)氖鞘裁锤袷降臄?shù)據(jù)YUV422(1E)/RAW8(2A)/RAW10(2B)
WC（16bits）= PAYLOAD中的byte數(shù)量（即輸出窗口的1行中有多少個字節(jié)，也即列數(shù)。注意raw10為列數(shù)的1.25倍，raw12為列數(shù)的1.5倍）
ECC：校驗datatype和wc是否出錯
Payload=image data
CSC：PAYLOAD數(shù)據(jù)傳輸校驗
*由于插入了許多數(shù)據(jù)標(biāo)識，所以會影響hb或者vb的最小值
MIPI DPHY 終端概念
MIPI終端概念
mipi的信號線是一對差分線，理論上可以高電平傳一個數(shù)據(jù)，低電平也傳一個，速度又快，功耗又小。
很多時候，平臺端的mipi時序和Sensor端如果不匹配，就會出問題。硬件問題的話，就亮信號！

Term未連接情況信號時這樣滴。正常的是這樣滴：
這里寫圖片描述
Sensor輸出在設(shè)計時已經(jīng)考慮，應(yīng)用時主要是FPC或者PCB走線影響
通常要求：
差分對內(nèi)兩線等長，盡量少折線，方向一致；
差分對間地線走地，減小串?dāng)_；
線上過孔最少；
至少一側(cè)有鋪地；
線長最長不超過20cm；
盡量遠(yuǎn)離天線；
目的：
阻抗匹配、阻抗連續(xù)，減少信號損失，獲得較高的信號完整性；
減少信號間耦合，保證信號完整性；
減少與其他射頻信號的相互作用，保證各信號的質(zhì)量；
Settle count
主要是hs_prepare+hs_zero時間與其匹配；
通常設(shè)定T_settle count為T_(hs_prepare+hs_zero)/2;
是平臺設(shè)定參數(shù)，通常不改默認(rèn)值，與pclk頻率有關(guān)；

不匹配會引起的問題：
卡頓；
不出圖；
不規(guī)則滾屏、拍照分屏

調(diào)節(jié)方法：
增大或者減小T_hs_prepare、hs_zero，參數(shù)最小值為1，有時需要調(diào)的很不可思議才可行，這是需要配成manual模式。

DDR采樣，即在時鐘的上升和下降沿均采集數(shù)據(jù)，保證高速傳輸又可以有效降低時鐘頻率，要求時鐘和數(shù)據(jù)相位為正交關(guān)系。
實際中因為負(fù)載差異，會限制時鐘的建立速度，同時數(shù)據(jù)的不規(guī)律輸出（不是確定的輸出序列），所以對setup或者h(yuǎn)old時間要求不同?？赡茉斐烧`碼，引起麻點，嚴(yán)重時會丟行。
數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為bps（bit per second）

mipi_data=pclk_tot*10（raw10）
=pclk_tot*8 （raw8）

pclk_tot=數(shù)字輸出并行時鐘pclk * 數(shù)字通道數(shù)M
mipi N通道，每通道數(shù)據(jù)率=mipi_data/N
Mipi時鐘速度=每通道數(shù)據(jù)率/2= mipi_data/4