解析MIPI C-PHY，C-PHY如何表示传输数据

DPHY是源同步系统(有同步时钟通道clock lane)，为了提高带宽，CPHY没有同步时钟clock lane，时钟是嵌入到数据中的，当然也涉及到数据编解码。DPHY是1个时钟lane，1/2/4对数据lane，接收端根据时钟边沿采样数据，比如寻找0xb8的同步头。而MIPI CPHY不带时钟lane，必先恢复时钟，然后用恢复时钟采样数据(寻找0xb8的同步头)，然后进行数据解码。

CPHY的symbol

相比DPHY，CPHY没有时钟线；CPHY三线为一lane，三线彼此差分，CPHY最多3lane(即9线）比D-PHY要少一根线。每一根线有三种电平：3/4V，2/4V 和 1/4V，这三个线的电平彼此不同，因此可以有6种排列组合，记为：+x, -x, +y, -y, +z, -z。

请思考一下，为什么没有000、111这两种状态？后面解答。

我们对这三个线的电压，两两做差，就可得到下面的眼图。三根线的电压差所形成的形状如同“眼睛”，称之为眼图。每一个Wire status状态切换是一个symbol，每一个symbol代表了3bit 数据，注意，是Wire status的切换才是数据，而非Wire status本身代表数据，读者可以思考下为什么。

C-PHY如何表示传输数据

C-PHY是如何表达并传输数据的？就是靠6个状态的切换表示数据的，注意，是Wire status的切换才是数据，而非Wire status本身代表数据，如下图：每一次的状态切换，代表了3bit的数据。

Wire status切换归总为表格：

假设当前状态是+x. 即：

假设要传输的数据000 010 011那么状态的变化是：+x => +z => +x => -y

检测symbol状态变化的电路如下图：

CPHY的数据编码

对于D-PHY而言，以Byte为单位进行数据传输。一个UI是1 bit。

对于C-PHY而言，以16bit为单位进行数据传输，一个UI 是16/7 bit。

也就是说，CPHY是16 bit 的有效数据要分配成7 个symbols，每个symbols 3bit共计21bit，那么16bit怎么编码成21bit呢？如下图：

详细图如下：

Flip[6:0]的编码逻辑如下：

CPHY的带宽

对于D-PHY而言，以Byte为单位进行数据传输。一个UI是1 bit。
对于C-PHY而言，以16bit为单位进行数据传输，一个UI 是16/7 bit。
16/7 是怎么计算的？见下图：16bit数据映射成21bit，也就是7个symbol，每个symbol有3个bit。

为什么16bit有效数据要分配成7个symbols？

16bit数据，有2^16=65536个值，7个symbol(1个symbol代表5种状态)有5^7=78125个值。所以并不是所有symbol状态都被用完。

若分配为6个symbol，5^6=15625，小于2^16，无法完备表达16bit数据的值。

CPHY的1个lane最大带宽是2.5G symbols/s，即每一lane 最大传输速率是 2.5G UI/s，每一个UI是16/7=2.28bit，CPHY最多有3个lane。因此CPHY最大带宽为2.5G*16/7bit * 3 = 17.14G bit/s。在同样是2.5G的速率下，C-PHY可以达到17.1G，而D-PHY只有10G。

CPHY通信时序

上图与下图区别就是：Programmable Sequence

Escape Mode

非常经典的设计思路，A、C异或得到时钟，时钟上升沿采集A得到命令，Escape Mode可以发送命令、发送数据(低功耗）。

我们来看，Escape Mode包含了哪些命令：

Trigger-Reset Command in Escape Mode

Low-Power Data Transmission

编辑：黄飞