Zalety transmisji danych MIPI jako interfejsu wyświetlacza

   Wraz z nadejściem globalnej ery inteligentnych sieci 5G i sztucznej inteligencji wydajność układów procesorów w produktach sprzętowych znacznie się poprawiła, a także wzrosły wymagania dotyczące interfejsów ekranów LCD. Rośnie zapotrzebowanie na szybkie interfejsy transmisyjne MIPI. Po długim okresie badań i rozwoju oraz zwiększonych inwestycjach nasza firma wprowadziliśmy na rynek szeroką gamę wyświetlaczy z interfejsem MIPI o przekątnej od 1,14 cala do 10,1 cala, z interfejsami MIPI do wyboru dla klientów, spełniając potrzeby naszych klientów w małych i średnich średniej wielkości ekrany LCD z interfejsem MIPI.

   MIPI jest specjalnie dostosowany do zastosowań wrażliwych na moc, wykorzystujących wahania sygnału o niskiej amplitudzie w trybie dużej prędkości (transfer danych). 

   Ponieważ MIPI wykorzystuje różnicową transmisję sygnału, projekt musi być ściśle zaprojektowany zgodnie z ogólnymi zasadami projektowania różnicowego. Kluczem jest osiągnięcie różnicowego dopasowania impedancji. Protokół MIPI przewiduje, że wartość impedancji różnicowej linii transmisyjnej wynosi 80-125 omów.

    MIPI jest specjalnie dostosowany do zastosowań wrażliwych na moc, wykorzystujących wahania sygnału o niskiej amplitudzie w trybie dużej prędkości (transfer danych).

    Ponieważ MIPI wykorzystuje różnicową transmisję sygnału, projekt musi być ściśle zaprojektowany zgodnie z ogólnymi zasadami projektowania różnicowego. Kluczem jest osiągnięcie różnicowego dopasowania impedancji. Protokół MIPI przewiduje, że wartość impedancji różnicowej linii transmisyjnej wynosi 80-125 omów.

  MIPI określa kanał zegara różnicowego (ścieżkę) i skalowalną liczbę ścieżek danych od 1 do 4, które mogą regulować szybkość transmisji danych w zależności od potrzeb procesora i urządzeń peryferyjnych. Co więcej, specyfikacja MIPI D-PHY podaje jedynie zakres szybkości transmisji danych i nie określa konkretnej szybkości roboczej. W aplikacji dostępne kanały danych i szybkości transmisji danych są określane przez urządzenia po obu stronach interfejsu. Jednakże obecnie dostępny rdzeń IP MIPI D-PHY może zapewnić szybkość transferu do 1 Gb/s na ścieżkę danych, co niewątpliwie oznacza, że ​​MIPI jest w pełni odpowiedni dla obecnych i przyszłych zastosowań o wysokiej wydajności.

   Używanie MIPI jako interfejsu danych ma jeszcze jedną dużą zaletę. MIPI idealnie nadaje się do nowych projektów smartfonów i MID, ponieważ architektury MIPI DSI i CSI-2 zapewniają elastyczność nowym projektom i obsługują atrakcyjne funkcje, takie jak wyświetlacze XGA i aparaty o rozdzielczości wyższej niż 8 megapikseli. Dzięki przepustowości oferowanej przez nowe konstrukcje procesorów obsługujących MIPI można teraz rozważyć wykorzystanie pojedynczego interfejsu MIPI w celu umożliwienia korzystania z nowatorskich funkcji, takich jak dwuekranowe wyświetlacze o wysokiej rozdzielczości i/lub podwójne kamery.

    W projektach obejmujących te funkcje, szerokopasmowe przełączniki analogowe zaprojektowane i zoptymalizowane pod kątem sygnałów MIPI, takie jak FSA642 firmy Fairchild Semiconductor, mogą być używane do przełączania między wieloma wyświetlaczami lub komponentami kamery. FSA642 to wysokoprzepustowy, trójdrożny, różnicowy, jednobiegunowy, podwójny przełącznik analogowy (SPDT), który może współdzielić jeden kanał zegara MIPI i dwa kanały danych MIPI pomiędzy dwoma peryferyjnymi urządzeniami MIPI. Takie przełączniki mogą zapewnić dodatkowe korzyści: izolację fałszywych sygnałów (odgałęzień) z niewybranych urządzeń oraz zwiększoną elastyczność w routingu i rozmieszczeniu urządzeń peryferyjnych. Aby zapewnić pomyślny projekt tych przełączników fizycznych na ścieżce połączeń MIPI, oprócz przepustowości, należy wziąć pod uwagę niektóre z następujących głównych parametrów przełącznika:

1. Izolacja wyłączenia: Aby zachować integralność sygnału aktywnego zegara/ścieżki danych, przełącznik musi posiadać skuteczną izolację wyłączenia. W przypadku szybkich sygnałów różnicowych MIPI przy 200 mV i maksymalnym niedopasowaniu trybu wspólnego wynoszącym 5 mV, izolacja wyłączenia pomiędzy ścieżkami przełącznika powinna wynosić -30 dBm lub więcej.

2. Różnica opóźnienia różnicowego: różnica opóźnienia (skok) pomiędzy sygnałami w parze różnicowej (różnica opóźnienia pary różnicowej) i różnica opóźnienia pomiędzy punktami przecięcia różnicowego zegara i kanałów danych (różnica opóźnienia międzykanałowego ) należy zmniejszyć do 50 ps lub więcej. Mały. W przypadku tych parametrów najlepsza w branży wydajność różnicowa opóźnienia dla tego typu przełącznika wynosi obecnie od 20 ps do 30 ps.

3. Impedancja przełącznika: Trzecią ważną kwestią przy wyborze przełącznika analogowego jest kompromis pomiędzy charakterystyką impedancji rezystancji włączenia (RON) i pojemności włączenia (CON). Łącze MIPI D-PHY obsługuje zarówno tryby transmisji danych o niskim poborze mocy, jak i tryby transmisji danych o dużej prędkości. Dlatego też wartość RON przełącznika należy dobierać w sposób zrównoważony, aby zoptymalizować wydajność mieszanego trybu pracy. Idealnie byłoby, gdyby ten parametr był ustawiony oddzielnie dla każdego trybu pracy. Połączenie optymalnego RON dla każdego trybu i utrzymanie przełączania CON na bardzo niskim poziomie jest ważne dla utrzymania szybkości narastania w odbiorniku. Ogólna zasada jest taka, że ​​utrzymywanie CON poniżej 10 pF pomoże uniknąć pogorszenia (wydłużenia) czasu przejścia sygnału przez przełącznik w trybie dużej prędkości.

   W porównaniu z portami równoległymi moduły interfejsu MIPI mają zalety dużej szybkości, dużej ilości transmisji danych, niskiego zużycia energii i dobrej odporności na zakłócenia. Cieszą się coraz większym zainteresowaniem klientów i dynamicznie się rozwijają. Na przykład moduł 8M z transmisją MIPI i portem równoległym wymaga co najmniej 11 linii transmisyjnych i zegara wyjściowego do 96M, aby uzyskać pełny obraz wyjściowy z szybkością 12 kl./s przy użyciu 8-bitowej transmisji przez port równoległy. Jednakże użycie interfejsu MIPI wymaga jedynie 2 kanałów z 6 liniami transmisyjnymi, co umożliwia osiągnięcie szybkości odświeżania 12 klatek na sekundę przy pełnych pikselach, a pobór prądu będzie o około 20 mA niższy niż w przypadku transmisji przez port równoległy. Ponieważ MIPI wykorzystuje różnicową transmisję sygnału, projekt musi być ściśle zaprojektowany zgodnie z ogólnymi zasadami projektowania różnicowego. Kluczem jest osiągnięcie różnicowego dopasowania impedancji. Protokół MIPI przewiduje, że wartość impedancji różnicowej linii transmisyjnej wynosi 80-125 omów.