Kleiner MIPI-Schnittstellen-LCD-Bildschirm, schnelle Reaktion, einfaches Design

Mit dem Aufkommen des globalen 5G- und KI-Intelligenzzeitalters wurde die Leistung der CPU-Chips von Hardwareprodukten erheblich verbessert und auch die Anforderungen an LCD-Bildschirmschnittstellen sind gestiegen. Die Nachfrage nach MIPI-Hochgeschwindigkeitsübertragungsschnittstellen steigt. Die LCD-Bildschirme von MIPI-Schnittstellen waren schon immer 3,5 Zoll oder mehr groß. Für hochauflösende Bildschirme gibt es auf dem Markt keine MIPI-Schnittstellenprodukte für kleine Bildschirme unter 3,5-Zoll-LCD-Bildschirmen. Nach einer langen Zeit der Forschung und Entwicklung und erhöhten Investitionen hat unser Unternehmen eine Vielzahl kleiner LCD-Bildschirme mit MIPI-Schnittstelle auf den Markt gebracht, darunter 2,0-Zoll-MIPI-Schnittstelle und 2,4-Zoll-MIPI-Schnittstelle, 2,8-Zoll-MIPI-Schnittstelle und 3,0-Zoll-MIPI Schnittstelle, 3,2-Zoll-MIPI-Schnittstellen-LCD Der Bildschirm besteht aus IPS-Material, das den vorgefertigten LCD-Bildschirmen auf dem Markt in Bezug auf Anzeigeeffekt, Betrachtungswinkel und Datenübertragungsgeschwindigkeit weit überlegen ist, um den Anforderungen von gerecht zu werden Kunden für kleine LCD-Bildschirme mit MIPI-Schnittstelle. Diese beiden Produkte sind mittlerweile vergleichbar mit in- und ausländischen Kunden in der Massenproduktion.
MIPI ist speziell auf leistungsempfindliche Anwendungen zugeschnitten, die Signalschwankungen mit niedriger Amplitude im Hochgeschwindigkeitsmodus (Datenübertragung) verwenden. Abbildung 2 vergleicht den Signalhub von MIPI mit anderen Differenztechniken.
Da MIPI eine differenzielle Signalübertragung verwendet, muss das Design streng nach den allgemeinen Regeln des differenziellen Designs entworfen werden. Der Schlüssel liegt darin, eine differenzielle Impedanzanpassung zu erreichen. Das MIPI-Protokoll schreibt vor, dass der Differenzimpedanzwert der Übertragungsleitung 80–125 Ohm beträgt.
MIPI ist speziell auf leistungsempfindliche Anwendungen zugeschnitten, die Signalschwankungen mit niedriger Amplitude im Hochgeschwindigkeitsmodus (Datenübertragung) verwenden. Abbildung 2 vergleicht den Signalhub von MIPI mit anderen Differenztechniken.
Da MIPI eine differenzielle Signalübertragung verwendet, muss das Design streng nach den allgemeinen Regeln des differenziellen Designs entworfen werden. Der Schlüssel liegt darin, eine differenzielle Impedanzanpassung zu erreichen. Das MIPI-Protokoll schreibt vor, dass der Differenzimpedanzwert der Übertragungsleitung 80–125 Ohm beträgt.

Abbildung 2: Vergleich der Signalamplituden für mehrere gängige Differential-Swing-Techniken

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

MIPI spezifiziert eine differenzielle Taktspur (Lane) und eine skalierbare Datenspur von 1 bis 4, die die Datenrate entsprechend den Anforderungen des Prozessors und der Peripheriegeräte anpassen kann. Darüber hinaus gibt die MIPI D-PHY-Spezifikation nur den Datenratenbereich an und gibt keine spezifische Betriebsrate an. In einer Anwendung werden die verfügbaren Datenleitungen und Datenraten von den Geräten an beiden Enden der Schnittstelle bestimmt. Allerdings kann der derzeit verfügbare MIPI D-PHY IP-Core Übertragungsraten von bis zu 1 Gbit/s pro Datenspur bereitstellen, was zweifellos bedeutet, dass MIPI für aktuelle und zukünftige Hochleistungsanwendungen gut geeignet ist.
Die Verwendung von MIPI als Datenschnittstelle bietet noch einen weiteren großen Vorteil. MIPI eignet sich gut für neue Smartphone- und MID-Designs, da die MIPI-DSI- und CSI-2-Architekturen Flexibilität für neue Designs bieten und überzeugende Funktionen wie XGA-Displays und Kameras mit mehr als 8 Megapixeln unterstützen. Angesichts der Bandbreitenfunktionen, die neue MIPI-fähige Prozessordesigns bieten, können jetzt neuartige Funktionen wie hochauflösende Dual-Screen-Displays und/oder Dual-Kameras unter Verwendung einer einzigen MIPI-Schnittstelle in Betracht gezogen werden.
In Designs, die diese Funktionen beinhalten, können analoge Schalter mit hoher Bandbreite, die für MIPI-Signale entwickelt und optimiert wurden, wie z. B. der FSA642 von Fairchild Semiconductor, zum Umschalten zwischen mehreren Display- oder Kamerakomponenten verwendet werden. Der FSA642 ist ein dreifach differenzieller Single-Pole-Double-Throw (SPDT)-Analogschalter mit hoher Bandbreite, der eine MIPI-Taktspur und zwei MIPI-Datenspuren zwischen zwei peripheren MIPI-Geräten teilen kann. Solche Schalter können einige zusätzliche Vorteile bieten: Isolierung von Streusignalen (Stubs) von nicht ausgewählten Geräten und erhöhte Flexibilität bei Routing und Peripherieplatzierung. Um das erfolgreiche Design dieser physischen Switches auf dem MIPI-Verbindungspfad sicherzustellen, müssen neben der Bandbreite einige wichtige Switch-Parameter berücksichtigt werden:

1. Off-Isolation: Um die Signalintegrität des aktiven Takt-/Datenpfads aufrechtzuerhalten, müssen Schalter über eine effiziente Off-Isolation-Leistung verfügen. Für Hochgeschwindigkeits-MIPI-Differenzsignale von 200 mV mit einer maximalen Gleichtaktfehlanpassung von 5 mV sollte die Off-Isolation zwischen den Schaltpfaden -30 dBm oder besser betragen.

2. Differenzielle Verzögerungsdifferenz: Die Verzögerungsdifferenz (Versatz) zwischen den internen Signalen des Differenzpaars (die Verzögerungsdifferenz innerhalb des Differenzpaars) und die Verzögerungsdifferenz zwischen den Differenzkreuzungspunkten der Takt- und Datenkanäle (die Verzögerungsdifferenz zwischen den Kanälen). ) muss auf 50 ps oder mehr reduziert werden. Klein. Für diese Parameter liegt die branchenweit beste differenzielle Verzögerungsleistung für diese Schalterklasse derzeit im Bereich von 20 ps bis 30 ps.

3. Schalterimpedanz: Der dritte wichtige Aspekt bei der Auswahl eines Analogschalters ist der Kompromiss zwischen den Impedanzeigenschaften des Einschaltwiderstands (RON) und der Einschaltkapazität (CON). Die MIPI D-PHY-Verbindung unterstützt sowohl Datenübertragungsmodi mit geringem Stromverbrauch als auch Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsmodi. Daher sollte die ROZ des Schalters ausgewogen gewählt werden, um die Leistung gemischter Arbeitsmodi zu optimieren. Idealerweise sollte dieser Parameter für jede Betriebsart separat eingestellt werden. Um die Anstiegsgeschwindigkeit am Empfänger aufrechtzuerhalten, ist es sehr wichtig, den besten RON für jeden Modus zu kombinieren und den Schalt-CON niedrig zu halten. Als allgemeine Regel gilt, dass CON unter 10 pF gehalten wird, um eine Verschlechterung (Verlängerung) der Signalübergangszeiten durch den Schalter im Hochgeschwindigkeitsmodus zu vermeiden.

-------------------------------------------------- ----------------------
Im Vergleich zum Parallelport bietet das Modul der MIPI-Schnittstelle die Vorteile einer hohen Geschwindigkeit, einer großen Menge übertragener Daten, eines geringen Stromverbrauchs und einer guten Entstörung. Es erfreut sich immer größerer Beliebtheit bei den Kunden und verzeichnet ein rasantes Wachstum. Beispielsweise erfordert ein 8M-Modul mit MIPI- und Parallelport-Übertragung mindestens 11 Übertragungsleitungen und einen Ausgangstakt von bis zu 96M, um eine Vollpixelausgabe mit 12 Bildern pro Sekunde zu erreichen; während die Verwendung der MIPI-Schnittstelle nur 2 erfordert. Mit 6 Übertragungsleitungen im Kanal kann eine Bildrate von 12 Bildern pro Sekunde bei Vollpixel erreicht werden, und der Stromverbrauch ist etwa 20 mA niedriger als bei der Parallelport-Übertragung. Da MIPI eine differenzielle Signalübertragung verwendet, muss das Design streng nach den allgemeinen Regeln des differenziellen Designs entworfen werden. Der Schlüssel liegt darin, eine differenzielle Impedanzanpassung zu erreichen. Das MIPI-Protokoll schreibt vor, dass der Differenzimpedanzwert der Übertragungsleitung 80–125 Ohm beträgt.
Die obige Abbildung zeigt einen typischen idealen Differentialentwurfszustand. Um die Differenzimpedanz sicherzustellen, sollten die Leitungsbreite und der Leitungsabstand entsprechend der Softwaresimulation sorgfältig ausgewählt werden; Um die Vorteile der Differenzleitung nutzen zu können, sollte das Differenzleitungspaar im Inneren eng gekoppelt sein und die Form der Leitung sollte symmetrisch sein. Sogar die Positionen der Durchgangslöcher müssen symmetrisch platziert werden; Die Differenzleitungen müssen gleich lang sein, um Übertragungsverzögerungen zu vermeiden, die zu Bitfehlern führen. Darüber hinaus ist es wichtig zu beachten, dass zur Erzielung einer engen Kopplung das Erdungskabel nicht in der Mitte des Differenzialpaars verwendet werden darf und die Definition des PINs ebenfalls am besten ist. Vermeiden Sie die Platzierung von Erdungspads zwischen Differenzialpaaren (siehe). physikalisch benachbarte Differenzleitungen).
Im Folgenden werden kurz der Kanalmodus und die Online-Ebene von MIPI vorgestellt. Im Normalbetriebsmodus befindet sich der Datenkanal im Hochgeschwindigkeitsmodus oder Steuermodus. Im Hochgeschwindigkeitsmodus ist der Kanalzustand differenziell 0 oder 1, das heißt, wenn P im Leitungspaar höher als N ist, wird er als 1 definiert, und wenn P niedriger als N ist, wird er als 0 definiert Diesmal beträgt die typische Netzspannung differenziell 200 MV. Bitte beachten Sie, dass das Bildsignal nur im Hochgeschwindigkeitsmodus übertragen wird; Im Steuermodus beträgt die typische Amplitude des High-Pegels 1,2 V. Zu diesem Zeitpunkt sind die Signale an P und N keine Differenzsignale, sondern unabhängig voneinander. Wenn P 1,2 V beträgt und N ebenfalls 1,2 V beträgt, definiert das MIPI-Protokoll den Zustand als LP11. Wenn P 1,2 V und N 0 V beträgt, ist der definierte Zustand analog LP10 und so weiter. Im Steuermodus kann es aus LP11, LP10, LP01 und LP00 bestehen. Verschiedene Staaten; Das MIPI-Protokoll legt fest, dass die unterschiedlichen Zeitpunkte, die sich aus vier verschiedenen Zuständen des Steuermodus zusammensetzen, den Eintritt oder Austritt aus dem Hochgeschwindigkeitsmodus darstellen. Wechseln Sie beispielsweise nach der Sequenz LP11-LP01-LP00 in den Hochgeschwindigkeitsmodus. Die folgende Abbildung zeigt eine Darstellung des Leitungspegels.