Преимущества передачи данных MIPI в качестве интерфейса дисплея

   С наступлением глобальной эры 5G и интеллектуального искусственного интеллекта производительность процессоров в аппаратных продуктах значительно улучшилась, а также возросли требования к интерфейсам ЖК-экранов. Спрос на высокоскоростные интерфейсы передачи данных MIPI растет. После длительного периода исследований и разработок и увеличения инвестиций наша компания запустила различные дисплеи с интерфейсом MIPI размером от 1,14 до 10,1 дюйма с интерфейсами MIPI на выбор клиентов, удовлетворяя потребности наших клиентов в небольших и ЖК-экраны среднего размера с интерфейсом MIPI.

   MIPI специально разработан для приложений, чувствительных к питанию, использующих колебания сигнала с малой амплитудой в высокоскоростном режиме (передача данных). 

   Поскольку MIPI использует дифференциальную передачу сигнала, проект должен быть разработан строго в соответствии с общими правилами дифференциального проектирования. Ключевым моментом является достижение согласования дифференциального импеданса. Протокол MIPI предусматривает, что значение дифференциального сопротивления линии передачи составляет 80-125 Ом.

    MIPI специально разработан для приложений, чувствительных к питанию, использующих колебания сигнала с малой амплитудой в высокоскоростном режиме (передача данных).

    Поскольку MIPI использует дифференциальную передачу сигнала, проект должен быть разработан строго в соответствии с общими правилами дифференциального проектирования. Ключевым моментом является достижение согласования дифференциального импеданса. Протокол MIPI предусматривает, что значение дифференциального сопротивления линии передачи составляет 80-125 Ом.

  MIPI определяет дифференциальный тактовый канал (линию) и масштабируемое количество линий данных от 1 до 4, что позволяет регулировать скорость передачи данных в соответствии с потребностями процессора и периферийных устройств. Более того, спецификация MIPI D-PHY указывает только диапазон скорости передачи данных и не указывает конкретную рабочую скорость. В приложении доступные каналы данных и скорости передачи данных определяются устройствами по обе стороны интерфейса. Однако доступное в настоящее время IP-ядро MIPI D-PHY может обеспечить скорость передачи данных до 1 Гбит/с на канал данных, что, несомненно, означает, что MIPI полностью подходит для текущих и будущих высокопроизводительных приложений.

   Есть еще одно большое преимущество использования MIPI в качестве интерфейса данных. MIPI идеально подходит для новых конструкций смартфонов и MID, поскольку архитектуры MIPI DSI и CSI-2 обеспечивают гибкость новым конструкциям и поддерживают такие привлекательные функции, как дисплеи XGA и камеры с разрешением более 8 мегапикселей. Благодаря возможностям полосы пропускания, предлагаемым новыми конструкциями процессоров с поддержкой MIPI, теперь можно рассмотреть возможность использования единого интерфейса MIPI для реализации новых функций, таких как дисплеи с двумя экранами высокого разрешения и/или две камеры.

    В конструкциях, включающих эти функции, аналоговые переключатели с высокой пропускной способностью, разработанные и оптимизированные для сигналов MIPI, такие как FSA642 компании Fairchild Semiconductor, могут использоваться для переключения между несколькими компонентами дисплея или камеры. FSA642 — это трехходовой дифференциальный однополюсный двухпозиционный аналоговый переключатель (SPDT) с высокой пропускной способностью, который может совместно использовать один тактовый канал MIPI и два канала данных MIPI между двумя периферийными устройствами MIPI. Такие переключатели могут обеспечить некоторые дополнительные преимущества: изоляцию паразитных сигналов (заглушек) от невыбранных устройств и повышенную гибкость в маршрутизации и размещении периферийных устройств. Чтобы обеспечить успешную разработку этих физических коммутаторов на пути межсоединения MIPI, помимо пропускной способности необходимо учитывать некоторые из следующих основных параметров коммутатора:

1. Изоляция при выключенном состоянии: для поддержания целостности сигнала активного канала синхронизации/данных коммутатор должен иметь эффективную производительность при отключенной изоляции. Для высокоскоростных дифференциальных сигналов MIPI с напряжением 200 мВ и максимальным синфазным рассогласованием 5 мВ изоляция выключения между путями переключения должна составлять -30 дБм или выше.

2. Разница дифференциальной задержки: разница задержки (перекос) между сигналами внутри дифференциальной пары (разница задержки внутри дифференциальной пары) и разница задержки между точками дифференциального пересечения каналов тактового сигнала и каналов данных (разность межканальной задержки ) должно быть уменьшено до 50 пс или более. Маленький. При этих параметрах лучшие в отрасли характеристики дифференциальной задержки для этого типа переключателя в настоящее время составляют от 20 до 30 пс.

3. Импеданс переключателя. Третьим важным фактором при выборе аналогового переключателя является компромисс между характеристиками импеданса сопротивления включения (RON) и емкости включения (CON). Канал MIPI D-PHY поддерживает как режимы передачи данных с низким энергопотреблением, так и режимы высокоскоростной передачи данных. Следовательно, РОН переключателя следует выбирать сбалансированно, чтобы оптимизировать работу смешанного режима работы. В идеале этот параметр следует задавать отдельно для каждого режима работы. Сочетание оптимального RON для каждого режима и поддержание очень низкого значения CON переключения важно для поддержания скорости нарастания сигнала в приемнике. Общее правило состоит в том, что поддержание CON ниже 10 пФ поможет избежать ухудшения (удлинения) времени прохождения сигнала через ключ в высокоскоростном режиме.

   По сравнению с параллельными портами интерфейсные модули MIPI обладают такими преимуществами, как высокая скорость, большой объем передачи данных, низкое энергопотребление и хорошая защита от помех. Они пользуются все большей популярностью у клиентов и быстро растут. Например, для модуля 8M с передачей через MIPI и через параллельный порт требуется как минимум 11 линий передачи и выходная тактовая частота до 96M для достижения полного вывода пикселей 12 кадров в секунду при использовании 8-битной передачи через параллельный порт. Однако для использования интерфейса MIPI требуется всего 2 канала из 6 линий передачи, что позволяет достичь частоты кадров 12 кадров в секунду при полных пикселях, а потребление тока будет примерно на 20 мА ниже, чем при передаче через параллельный порт. Поскольку MIPI использует дифференциальную передачу сигнала, проект должен быть разработан строго в соответствии с общими правилами дифференциального проектирования. Ключевым моментом является достижение согласования дифференциального импеданса. Протокол MIPI предусматривает, что значение дифференциального сопротивления линии передачи составляет 80-125 Ом.