如何快速捕捉MIPI DSI圖像控制信號

MIPI DSI做為圖像顯示接口的標準，如今已被廣泛應用。熟悉的工程師都知道，我們可以通過一段代碼輕松的將顯示屏點亮，然而對于一塊已經(jīng)點亮的屏，我們該如何準確抓取并分析其控制信號呢？

1.1 MIPI DSI概述

MIPI是MIPI聯(lián)盟發(fā)起的為移動應用處理器制定的開放標準，旨在把手機內(nèi)部的接口如攝像頭、顯示屏、射頻/ 基帶等標準化，從而減少手機設計的復雜度和增加系統(tǒng)設計的靈活性。MIPI聯(lián)盟下設不同的工作組，MIPI DSI 就屬于 Display 工作組制定的關于顯示模組接口的規(guī)范標準。

圖1 MIPI DSI顯示應用

MIPI DSI 協(xié)議使用 D-PHY 標準作為物理層傳輸，D-PHY 屬于單向或者半雙工傳輸機制，傳輸狀態(tài)分為低功耗和高速兩種，低功耗（LP）狀態(tài)（1.2V）下最大傳輸速率為 10Mb/s，主要用于傳輸控制命令。高速（HS）傳輸狀態(tài)（0.2V）下最小80Mb/s 最大1.5Gb/s，用于傳輸高速圖像數(shù)據(jù)。

圖2 D-PHY整體框圖

如何準確的捕捉到該圖像顯示信號，那么首先我們要對這兩種傳輸模式有一個充分的了解：

如上圖所示，從數(shù)據(jù) Lane 的狀態(tài)來劃分，D-PHY一共分為兩種狀態(tài)，即低功耗狀態(tài)（LP）和高速狀態(tài) （HS）， LP 狀態(tài)下主要是發(fā)送一些控制類的命令，數(shù)據(jù)量相對較小（LP 狀態(tài)下也可以發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，在 LPDT 模式下就可以），采用單端數(shù)據(jù)傳輸。HS 狀態(tài)下主要是進行大數(shù)據(jù)量的圖像數(shù)據(jù)的傳輸，采用差分傳輸。

圖3 單端和差分信號

l HS 狀態(tài)下，通道狀態(tài)是差分數(shù)據(jù)0或者1，當 Dp（300mv）比Dn（100mv）高時定義為 1，當Dn（300mv）比 Dp（100mv）高時定義為 0，此時典型的線上差分為 200mv。在 LP 狀態(tài)下，通道狀態(tài)不再是差分信號，而是相互獨立的信號，根據(jù)Dp和Dn的電平狀態(tài)分為 LP11、LP00、LP10、LP01，此時將1.2V定義為1，將0v定義為 0。

圖4 HS、LP狀態(tài)線電平

1.2 如何準確分析圖像顯示信號

通過前面的介紹，相信大家已經(jīng)了解到其實對于MIPI DSI信號我們主要是對其低速初始化控制部分和高速數(shù)據(jù)傳輸部分進行分析，而初始化部分可以說是我們整個信號的敲門磚，只有準確抓到它的波形，才能分析整個屏是如何點亮的，才能對其后面的高速信號有一個正確的分析。

首先我們要準確觸發(fā)到其初始化控制信號，一般為低速信號，傳輸速率為10Mb/s，示波器的帶寬最好在200M以上，這樣才能保證信號的準確性，我們采用ZLG致遠電子的ZDS4054Plus 500M帶寬示波器進行測試。

如下圖所示為我們測試的一塊未知屏控制板的圖像初始化信號，通過下面的事件表我們可以看到，其工作在LPDT模式下，此模式下可以將屏幕點亮并傳送一些圖像數(shù)據(jù)，同時配合標配的協(xié)議解碼功能可以將數(shù)據(jù)輕松的列舉出來，便于分析。

圖5 MIPI DSI 低速信號測試

對長時間監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)異常分析時，可在示波器的縮放模式下使用雙ZOOM多窗口顯示的功能，對信號進行多窗口異常監(jiān)測和分析，可就某一個數(shù)據(jù)幀或某一個數(shù)據(jù)點進行分析，通過查看放大數(shù)據(jù)細節(jié)，找出異常。