如何准确抓取并分析MIPI DSI图像控制信号?

MIPI DSI做为图像显示接口的标准,如今已被广泛应用。熟悉的工程师都知道,我们可以通过一段代码轻松的将显示屏点亮,然而对于一块已经点亮的屏,我们如何准确抓取并分析其控制信号呢?接下来就和大家探讨一下。

一、MIPI DSI概述

MIPI是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准,旨在把手机内部的接口如摄像头、显示屏、射频/ 基带等标准化,从而减少手机设计的复杂度和增加系统设计的灵活性。MIPI联盟下设不同的工作组,MIPI DSI 就属于 Display 工作组制定的关于显示模组接口的规范标准。

图1 MIPI DSI显示应用

MIPI DSI 协议使用 D-PHY 标准作为物理层传输,D-PHY 属于单向或者半双工传输机制,传输状态分为低功耗和高速两种,低功耗(LP)状态(1.2V)下最大传输速率为 10Mb/s,主要用于传输控制命令。高速(HS)传输状态(0.2V) 下最小80Mb/s 最大1.5Gb/s,用于传输高速图像数据。

图2 D-PHY整体框图

如何准确的捕捉到该图像显示信号,那么首先我们要对这两种传输模式有一个充分的了解:

1、如上图所示,从数据 Lane 的状态来划分,D-PHY一共分为两种状态,即低功耗状态(LP)和高速状态 (HS), LP 状态下主要是发送一些控制类的命令,数据量相对较小(LP 状态下也可以发送图像数据,在 LPDT 模式下就可以),采用单端数据传输。HS 状态下主要是进行大数据量的图像数据的传输,采用差分传输。

图3 单端和差分信号

2、HS 状态下,通道状态是差分数据0或者1,当 Dp(300mv)比Dn(100mv)高时定义为 1,当Dn(300mv)比 Dp(100mv)高时定义为 0,此时典型的线上差分为 200mv。在 LP 状态下,通道状态不再是差分信号,而是相互独立的信号,根据Dp和Dn的电平状 态分为 LP11、LP00、LP10、LP01,此时将1.2V定义为1,将0v定义为 0。

图4 HS、LP状态线电平

二、如何准确分析图像显示信号

通过前面的介绍,相信大家已经了解到其实对于MIPI DSI信号我们主要是对其低速初始化控制部分和高速数据传输部分进行分析,而初始化部分可以说是我们整个信号的敲门砖,只有准确抓到它的波形,才能分析整个屏是如何点亮的,才能对其后面的高速信号有一个正确的分析。

首先我们要准确触发到其初始化控制信号,一般为低速信号,传输速率为10Mb/s,示波器的带宽最好在200M以上,这样才能保证信号的准确性,我们采用ZLG致远电子的ZDS4054Plus 500M带宽示波器进行测试。

如下图所示为我们测试的一块未知屏控制板的图像初始化信号,通过下面的事件表我们可以看到,其工作在LPDT模式下,此模式下可以将屏幕点亮并传送一些图像数据,同时配合标配的协议解码功能可以将数据轻松的列举出来,便于分析。

图5 MIPI DSI 低速信号测试

对长时间监测的数据进行数据异常分析时,可在示波器的缩放模式下使用双ZOOM多窗口显示的功能,对信号进行多窗口异常监测和分析,可就某一个数据帧或某一个数据点进行分析,通过查看放大数据细节,找出异常。

图6 双窗口放大

对于初始化部分,低速初始化信号我们可以轻松的抓到,然而对于现在不同的屏幕厂商,其初始化部分不尽相同,如果初始化采用的为高速信号,而我们依然使用低带宽的示波器,有可能抓不到,或是即使抓到的也是错误波形,不能分析,如下图所示:

图7 失真的高速初始化波形

所以通过小编的分析,想必大家也有了一个简单的了解,对于初始化的信号控制部分,如果我们采用常规的1G以下带宽的示波器没有准确抓到,不要灰心,它有可能是一个高速信号,选用更高带宽的示波器进行分析。因此,一款性能指标优异的测试工具可以帮助我们快速定位问题,加快研发进程。

原文标题:【实测】如何捕获MIPI DSI图像控制信号

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