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CSI/sensor,DSI接口协议

(2022-07-03 21:10:15)
分类: IC设计
Sensor接口:
CSI : CSI-2 , CPHY/DPHY
I3C/I2C:
SPI

CSI controller输给AP的接口有下面三种:
IPI : image pixel interface, DSI在使用,但是CSI不使用这种
SDI: serial digital interface,SDI接口在当今的摄像机行业广泛应用,
按照传输速率来讲,SDI可以分为四大类:SD-SDI:可传输720*576及以下分辨率信号;HD-SDI:可传输1080P30fps的信号;3G-SDI:可传输1080P60fps的信号;12G-SDI:最高可传输4K60fps的信号

IDI : image data interface,可以支持VC/DT功能,而IPI不支持
CSI/sensor,DSI接口协议


DSS:
TE : DDIC , 1bit
IPI:    DSI, 192bit
VPI: DP, 256bit


                                                                   CSI 协议说明
CSI1, CSI2, CSI3
2014 CSI2-V1.3
2017 CSI2-V2.0
CSI定义了camera 和 host之间的接口协议, CSI2-V2 可以支持CPHY 1.2/DPHY 2.1,因此可以支持更大的带宽。
术语:
Lane : 分为data lane, clock lane, 物理的wire数目取决于使用的是CPHY还是DPHY.
             DPHY: 1个clock lane, 多个data lane, 每一个lane是 undirectional 2-wire
             CPHY:  每一个lane中包含了clock & data, 没有独立的clock lane。可以使用多个lane。undirectional 3-wire per lane
Packet: interface上传输的数据的组织
payload: 这是application layer的数据单位,包括sync, header, ECC, checksum 和其它协议相关的信息。
sleep mode: 低功耗模式
virtual channel: 可以支持最多32个独立data stream,每一个data stream可以用一个virtual channel id来区分,在同一个物理信道上分时交错发送。
CCI: camera control interface,I2C的fast mode兼容(也就是I2C的一个子集),SCL + SDA 双向,支持400KHZ, 7bit slave address。 比如CSI的receiver,比如AP SOC是CCI的master(主动配置sensor), CSI transmitter (sensor)是作为slave。可以支持多个slave(多个sensor),但是不能支持多个master模式。
DI:     data identifier
DT:    data type
FE:     frame end
FS:     frame start
PF:     packet footer
PH:    packet header
PI:      packet identifier
PT:     packet type
SCL:   serial clock, I2C总线, CCI 接口
SDA:  serial data : CPHY和DPHY都有bidirectional control link,这是用作控制channel。 CCI接口I2C
Dphy: clock lane, data lane都是2-wire 。这些都是data channel
CSI/sensor,DSI接口协议
CPHY : 每一个lane是3-wire,没有独立的clock lane。
CSI/sensor,DSI接口协议

协议分层:
CSI/sensor,DSI接口协议
Application layer : high level encoding data stream
protocol layer :
   lane manager:  这是对lane的管理,可以根据对bandwidth的需求来设计lane的数目,数据单位是byte
   low level protocol: start of transmission(SOT), end of transmission(EOT) 同步, 数据单位是byte
   pixel/byte packing, unpacking layer:  pixel->byte packet
PHY layer:  0/1 bitstream, 也需要SOT, EOT信号

CCI: camera control interface, I2C的subset
 START, REPEATED START, STOP都是按照I2C的协议来定义
 一个基本的CCI message如下:
 CSI/sensor,DSI接口协议
 slave address是7bit的I2C device的地址。data总是8bit, index可以是8/16bit。index表示的是slave中的寄存器地址。
一次完整的通信包括:
  master : start , salve address, R/W 
  slave :  acknowledge
  master:  index (sub address)
  slave : acknowledge
  master(write) : data ,  or  slave(read) data
  ...
 master:  stop

CCI device 应该支持4种read 模式和2种write 模式:
  single read from random location
  sequential read from random location
  single read from current location(上一个地址+1)
  sequential read from current location
  single write to random location
  sequential write to random location


                                                DSI
DBI: display bus interface : 这是原来的并行display总线
DPI:    display pixel interface
DSC:   display stream compression
VDC-M:  VESA display compression-M
FSC:    frame synchronized command or commands
PH,PF:  packet header, packet footer
Serialization, deserialization: 串行和解串
PPI:   physical protocol interface
DSI是一个串行总线,因此并行的数据都需要串行输出。可以接D-PHY(2-wire), C-PHY(3-wire), M-PHY等。
D-phy: 2-wire lane, clock/data lane
CSI/sensor,DSI接口协议
C-PHY: 3-wire lane, clock&data是在一个lane中,没有独立的clock lane
CSI/sensor,DSI接口协议
整个协议栈如下:和CSI-2是一样的
CSI/sensor,DSI接口协议
最底层是phy物理层,上面是lane管理,LLP, AP
PHY: 0/1 bit
Lane管理layer : 实现lane数据的分配distribute和收集merge(比如把一个stream的byte分配给多个lane来发送)
LLP协议层: packet,描述如何把byte组合成packet
AP:  pixel或者stream,command

command mode和video mode:
DSI可以支持这两种模式,取决于当前是command屏还是video屏
注意到有些video mode的显示设备也支持一种简化的command mode,显示设备内部包含了一个小的buffer可以存储降分辨率或者降bitdepth,或者部分frame数据来刷新屏幕,也就是不是完全体的command mode,这样可以让AP不用送数据来降低功耗。这种简化模式下可以做部分屏幕的刷新或者降低分辨率的刷新,通常用于低功耗模式
command mode: bidirectional interface,AP需要通过发送command和数据给panel,panel中包含了frame buffer,AP不直接控制panel的行为,而是panel直接的driver来控制。
video mode: unidirectional data path, AP需要发送real time的pixel stream给panel来维持刷新,panel通常没有完全的frame buffer或者就没有frame buffer。video mode只能是使用high speed mode。也可以支持简化的comamnd mode。






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