Klein formaat MIPI-interface LCD-scherm, snelle respons, eenvoudig ontwerp

Met de komst van het mondiale 5G- en AI-intelligente tijdperk zijn de prestaties van CPU-chips van hardwareproducten aanzienlijk verbeterd en zijn ook de vereisten voor LCD-scherminterfaces verhoogd. De vraag naar MIPI-hogesnelheidstransmissie-interfaces neemt toe. De LCD-schermen van MIPI-interfaces zijn altijd 3,5 inch of meer geweest. Voor schermen met een hoge resolutie zijn er geen MIPI-interfaceproducten op de markt voor kleine schermen onder de 3,5-inch LCD-schermen. Na een lange periode van onderzoek en ontwikkeling en hogere investeringen heeft ons bedrijf een verscheidenheid aan kleine MIPI-interface LCD-schermen gelanceerd, waaronder 2,0-inch MIPI-interface en 2,4-inch MIPI-interface, 2,8-inch MIPI-interface, 3,0-inch MIPI interface, 3,2-inch MIPI-interface LCD Het scherm is gemaakt van IPS-materiaal, dat veel superieur is aan de kant-en-klare LCD-schermen op de markt in termen van weergave-effect, kijkhoek en datatransmissiesnelheid, om aan de behoeften van klanten voor kleine MIPI-interface LCD-schermen. Deze twee producten zijn nu vergelijkbaar met binnenlandse en buitenlandse klanten in het aanbod van massaproductie.
MIPI is specifiek op maat gemaakt voor stroomgevoelige toepassingen die gebruik maken van signaalschommelingen met lage amplitude in hogesnelheidsmodus (gegevensoverdracht). Figuur 2 vergelijkt de signaalzwaai van MIPI met andere differentiële technieken.
Omdat MIPI gebruik maakt van differentiële signaaloverdracht, moet het ontwerp strikt worden ontworpen volgens de algemene regels van differentieel ontwerp. De sleutel is het bereiken van differentiële impedantie-matching. Het MIPI-protocol bepaalt dat de differentiële impedantiewaarde van de transmissielijn 80-125 ohm bedraagt.
MIPI is specifiek op maat gemaakt voor stroomgevoelige toepassingen die gebruik maken van signaalschommelingen met lage amplitude in hogesnelheidsmodus (gegevensoverdracht). Figuur 2 vergelijkt de signaalzwaai van MIPI met andere differentiële technieken.
Omdat MIPI gebruik maakt van differentiële signaaloverdracht, moet het ontwerp strikt worden ontworpen volgens de algemene regels van differentieel ontwerp. De sleutel is het bereiken van differentiële impedantie-matching. Het MIPI-protocol bepaalt dat de differentiële impedantiewaarde van de transmissielijn 80-125 ohm bedraagt.

Figuur 2: Vergelijking van signaalamplitudes voor verschillende populaire differentiële swingtechnieken

---------------------------------------------- ---------------------------------------------- ------------

MIPI specificeert een differentiële klokstrook (lane) en een schaalbare datastrook van 1 tot 4, die de datasnelheid kan aanpassen aan de behoeften van de processor en randapparatuur. Bovendien geeft de MIPI D-PHY-specificatie alleen het datasnelheidsbereik weer, en specificeert geen specifieke bedrijfssnelheid. In een applicatie worden de beschikbare datalijnen en datasnelheden bepaald door de apparaten aan beide uiteinden van de interface. De momenteel beschikbare MIPI D-PHY IP-core kan echter overdrachtssnelheden tot 1 Gbps per datastrook bieden, wat ongetwijfeld betekent dat MIPI zeer geschikt is voor huidige en toekomstige krachtige toepassingen.
Er is nog een groot voordeel aan het gebruik van MIPI als data-interface. MIPI is zeer geschikt voor nieuwe smartphone- en MID-ontwerpen omdat de MIPI DSI- en CSI-2-architecturen flexibiliteit bieden aan nieuwe ontwerpen en aantrekkelijke functies ondersteunen zoals XGA-schermen en camera's van meer dan 8 megapixels. Met de bandbreedtemogelijkheden die worden geboden door nieuwe MIPI-compatibele processorontwerpen, kunnen nieuwe functies zoals dual-screen displays met hoge resolutie en/of dubbele camera's nu worden overwogen met behulp van een enkele MIPI-interface.
In ontwerpen die deze mogelijkheden integreren, kunnen analoge schakelaars met hoge bandbreedte die zijn ontworpen en geoptimaliseerd voor MIPI-signalen, zoals de FSA642 van Fairchild Semiconductor, worden gebruikt om te schakelen tussen meerdere beeldscherm- of cameracomponenten. De FSA642 is een drievoudige differentiële single-pole double-throw (SPDT) analoge schakelaar met hoge bandbreedte die één MIPI-klokbaan en twee MIPI-databanen kan delen tussen twee perifere MIPI-apparaten. Dergelijke schakelaars kunnen een aantal extra voordelen bieden: isolatie van zwerfsignalen (stubs) van niet-geselecteerde apparaten, en verhoogde flexibiliteit op het gebied van routering en plaatsing van randapparatuur. Om het succesvolle ontwerp van deze fysieke switches op het MIPI-verbindingspad te garanderen, moeten er naast de bandbreedte ook enkele belangrijke switchparameters in overweging worden genomen:

1. Off-isolatie: Om de signaalintegriteit van het actieve klok-/datapad te behouden, moeten schakelaars efficiënte off-isolatieprestaties hebben. Voor snelle MIPI-differentiële signalen van 200 mV met een maximale common-mode mismatch van 5 mV, moet de uit-isolatie tussen schakelpaden -30 dBm of beter zijn.

2. Differentieel vertragingsverschil: het vertragingsverschil (skew) tussen de interne signalen van het differentiële paar (het vertragingsverschil binnen het differentiële paar) en het vertragingsverschil tussen de differentiële kruispunten van de klok- en datakanalen (het vertragingsverschil tussen kanalen ) moet worden teruggebracht tot 50 ps of meer Klein. Voor deze parameters ligt de beste differentiële vertragingsprestatie in zijn klasse voor deze klasse schakelaars momenteel in het bereik van 20 ps tot 30 ps.

3. Schakelimpedantie: De derde belangrijke overweging bij het selecteren van een analoge schakelaar is de afweging tussen de impedantiekarakteristieken van de aan-weerstand (RON) en de aan-capaciteit (CON). De MIPI D-PHY-link ondersteunt zowel gegevensoverdracht met laag vermogen als gegevensoverdracht met hoge snelheid. Daarom moet de RON van de schakelaar op een evenwichtige manier worden gekozen om de prestaties van gemengde werkmodi te optimaliseren. Idealiter zou deze parameter voor elke bedrijfsmodus afzonderlijk moeten worden ingesteld. Het combineren van de beste RON voor elke modus en het laag houden van de schakelende CON is erg belangrijk om de zwenksnelheid bij de ontvanger te behouden. Als algemene regel geldt dat het houden van CON onder 10 pF degradatie (verlenging) van de signaalovergangstijden via de schakelaar in de hogesnelheidsmodus helpt voorkomen.

--------------------------------------------- ----------------------
Vergeleken met de parallelle poort heeft de MIPI-interfacemodule de voordelen van hoge snelheid, grote hoeveelheid verzonden gegevens, laag stroomverbruik en goede anti-interferentie. Het krijgt steeds meer de voorkeur van klanten en groeit snel. Een 8M-module met zowel MIPI- als parallelle poorttransmissie vereist bijvoorbeeld minimaal 11 transmissielijnen en een uitgangsklok van maximaal 96M om 12FPS volledige pixeluitvoer te bereiken; terwijl het gebruik van de MIPI-interface slechts 2 vereist. De framesnelheid van 12 FPS onder volledige pixel kan worden bereikt met 6 transmissielijnen in het kanaal, en het stroomverbruik zal ongeveer 20 MA lager zijn dan dat van parallelle poorttransmissie. Omdat MIPI gebruik maakt van differentiële signaaloverdracht, moet het ontwerp strikt worden ontworpen volgens de algemene regels van differentieel ontwerp. De sleutel is het bereiken van differentiële impedantie-matching. Het MIPI-protocol bepaalt dat de differentiële impedantiewaarde van de transmissielijn 80-125 ohm bedraagt.
De bovenstaande afbeelding is een typische ideale differentiële ontwerpstatus. Om de differentiële impedantie te garanderen, moeten de lijnbreedte en lijnafstand zorgvuldig worden geselecteerd op basis van de softwaresimulatie; om voordeel te halen uit de differentiële lijn, moet het differentiële lijnpaar nauw aan de binnenkant zijn gekoppeld en moet de vorm van de lijn symmetrisch zijn. Zelfs de posities van de via-gaten moeten symmetrisch worden geplaatst; de differentiële lijnen moeten even lang zijn om transmissievertragingen te voorkomen die bitfouten veroorzaken; Bovendien is het belangrijk op te merken dat u, om een ​​nauwe koppeling te bereiken, de aardedraad niet in het midden van het differentieelpaar moet gebruiken. De definitie van de pincode is ook het beste. Vermijd het plaatsen van aardpads tussen differentiële paren (zie fysiek aangrenzende differentiële lijnen).
Het volgende introduceert kort de kanaalmodus en het online niveau van MIPI. In de normale bedrijfsmodus bevindt het datakanaal zich in de hogesnelheidsmodus of de besturingsmodus. In de hogesnelheidsmodus is de kanaalstatus differentieel 0 of 1, dat wil zeggen dat wanneer P in het lijnpaar hoger is dan N, deze wordt gedefinieerd als 1, en wanneer P lager is dan N, wordt deze gedefinieerd als 0. deze keer is de typische lijnspanning een verschil van 200 MV. Houd er rekening mee dat het beeldsignaal alleen in de hogesnelheidsmodus wordt verzonden; in de regelmodus is de typische amplitude van het hoge niveau 1,2 V. Op dit moment zijn de signalen op P en N geen differentiële signalen, maar onafhankelijk van elkaar. Als P 1,2 V is, N Als deze ook 1,2 V is, definieert het MIPI-protocol de status als LP11. Op dezelfde manier, wanneer P 1,2 V is en N 0 V is, is de gedefinieerde toestand LP10, enzovoort. In de besturingsmodus kan deze bestaan ​​uit LP11, LP10, LP01 en LP00. Verschillende staten; het MIPI-protocol bepaalt dat de verschillende timings, bestaande uit vier verschillende toestanden van de besturingsmodus, het binnenkomen of verlaten van de hogesnelheidsmodus vertegenwoordigen; Ga bijvoorbeeld na de reeks LP11-LP01-LP00 naar de hogesnelheidsmodus. De onderstaande afbeelding is een illustratie van het lijnniveau.