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如何快速捕捉MIPI DSI圖像控制信號

2017-09-15
來源:ZLG致遠電子

  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?

  1.1MIPI 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。

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  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)。

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  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:

  l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?。↙P 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。

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  圖3 單端和差分信號

  lHS 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。

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  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。

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  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。

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  圖6 雙窗口放大

  對于初始化部分,低速初始化信號我們可以輕松的抓到,然而對于現(xiàn)在不同的屏幕廠商,其初始化部分不盡相同,如果初始化采用的為高速信號,而我們依然使用低帶寬的示波器,有可能抓不到,或是即使抓到的也是錯誤波形,不能分析,如下圖所示

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  圖7 失真的高速初始化波形

  所以通過小編的分析,想必大家也有了一個簡單的了解,對于初始化的信號控制部分,如果我們采用常規(guī)的1G以下帶寬的示波器沒有準確抓到,不要灰心,它有可能是一個高速信號,選用更高帶寬的示波器進行分析。因此,一款性能指標優(yōu)異的測試工具可以幫助我們快速定位問題,加快研發(fā)進程。


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