轉自https://blog.csdn.net/eZiMu/article/details/56279847

概述：

MIPI包含很多通訊協議，本章只講述mipi用於顯示介面的dsi(顯示序列介面)。

MIPI-DSI協議分層:

MIPI-DSI分四層：應用層，協議層，通道管理層，物理層。如下圖： 

MIPI-DSI物理層（D-PHY）:

1、物理層功能

將通道管理層並行資料轉換成序列資料傳送，將接收到的序列資料轉換成並行資料，傳輸給通道管理層。

2、物理訊號

• 訊號兩種工作狀態，高速模式狀態（HS）和低速模式狀態（LP）。
• 物理層，就是要控制硬體訊號的（時序），MIPI-DSI兩種訊號型別: 
  • 時鐘lane,兩根線一個Dp,Dn。
  • 資料lane,兩根線一個Dp，Dn；資料lane根據需求有多個，最少一個lane（lane0），最多4個lane（lane0,lane1,lane2,lan3）,其中只有lane0是雙向的（低速模式雙向，高速模式也只能是單向），其他的都只能是單向（高速模式單向）。

• 資料lane電平：

  • 低速模式LP：0-1.2V，空閒電平（LP11）Dp,Dn是1.2V。
  • 高速模式HS：100-300mV (200mV) 
    

• 資料通道狀態（資料lane狀態）： 
   
  可以看出資料通道，有6個狀態:HS-0，HS-1，LP00，LP01，LP10，LP11. 
  其中HS-0表示高速模式下資料lane的Dp為低，Dn位高，LP01表示低速模式資料lane的Dp為低，Dn為高。 
  在系統上電開機後，LP11保持100us左右（硬體初始化），然後進入stop狀態，模式是間的轉換都要回到這個狀態，一般控制狀態也是LP11狀態。模式之間的轉換，將在後面描述。

• 電平識別

  • 控制模式下電平識別： 
    Dp，Dn為0V就是邏輯0，為1.2V時，是邏輯1。LP10表示的就是Dp為1（1.2V），Dn為0（0V）

  • 低速模式下電平識別： 
    Dp，Dn採取異或運算，如Dp是1.2V，表示1，Dn是0V，表示0，同時刻Dp,Dn異或等於1；當Dp是1.2V，表示1，Dn是1.2V，表示1，同時刻Dp,Dn異或等於0；

  • 高速模式下電平識別： 
    高速模式下Dp，Dn是差分輸出，在同時刻Dp比Dn高表示為1，Dp比Dn低表示為0（電壓值對比）

3、物理層組織結構（架構）

• 物理層，簡單來說，由時鐘通道模組和資料通道模組組成。

  • 時鐘通道模組，管理時鐘lane模式和時序
  • 資料通道模組，管理資料lane模式和時序。資料通道又分成以下模組（簡單瞭解）： 
    • 低功耗傳送器（LP-TX，低速模式）
    • 低功耗接收器（LP-RX，低速模式）
    • 低功耗競爭檢測器（LP-CD，低速模式），這個只有在lane0上有，因為雙向傳說，用於監測匯流排競爭情況。
    • 高速傳送器（HS-TX，高速模式）
    • 高速接收器（HS-RX，高速模式）

• 物理層工作模式，有控制模式，ESCAPE模式，高速模式，TA模式。

  • 控制模式，也是在低速模式下的，非傳輸模式，資料lane處於LP11狀態，在模式之間轉換基本都回到這個模式，然後再轉其他模式。
  • ESCAPE模式，也是在低速模式下，低速下傳輸模式，LP11→LP10→LP00→LP01→LP00經過這個時序過程，就能從控制模式轉入ESCAPE模式。退出ESCAPE模式：LP10→LP11
  • 高速模式，高速傳輸模式，進入高速模式LP11→LP01→LP00→SoT(0001_1101)，其中SoT是在進入高速的同步碼，即在進入高速模式後必須發生的第一個位元組SoT（0x1e）,退出告訴模式：EoT→LP11，EoT表示HS-0或者HS-1狀態。
  • TA模式（也有寫成BTA），匯流排控制權交換。當我們在低速模式下讀的時候，主機發完命令和引數後，要將匯流排控制權交換給從裝置，從裝置返回讀結果給我們。主機放棄匯流排控制權（由主機發起）：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00，從裝置接受匯流排控制權後，應答（ACK）主機：LP00→LP10→LP11（表示從裝置已控制匯流排），當從裝置完成讀返回結果後，要放棄匯流排控制權，還給主機，此時由從裝置發起：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00。讀過程結束。

4、時序

物理層一個很重要的，是對時序的處理，如下圖（先把圖放在這裡，搞很清楚的時候再來寫）： 

通道管理層：

通道管理層，主要的功能就是，將要傳送的資料，按照位元組為單位（MIPI-DSI是按照位元組傳輸的，從低位到高位），分配個各個資料lane上；將接收到的資料lane上的資料，恢復成原來的位元組順序。 
看如下圖，就很清除: 

協議層

1、協議層功能

協議層主要功能是打包資料和解包資料，將資料通道管理層傳輸來的資料包，解包，傳輸到應用成；將應用層送來的資料，打包成資料包的形式傳輸到通道管理層。

2、資料包格式

資料包，分短資料包，長資料包： 

短包大小4個byte,長包大小是6~65541 bytes（看WC的值） 
資料標識：其中[5:0]表示資料型別，物理層會根據這個型別，發起模式間的轉換。

3、ESCAPE模式

ESCAPE模式又可以成三種模式： 

當進入ESCAPE模式後，還需要跟著傳送1byte的命令，來進入ESCAPE下的不同模式。這個1byte是物理層，根據資料型別來自動傳送的，協議層不管。

ULPS超低功耗模式，在進入ESCAPE後，傳送00011110後，才能進入。（超低功耗模式時鐘lane，資料lane都處於0V電平狀態）

Trigger模式，是些控制作用，如傳送01100010，是通知顯示模組復位，當然還有其他的。如果顯示模組有TE訊號，應用層，會將TE訊號轉換成trigger命令形式返回給主機。

從主機到從裝置的部分資料型別如下（以下資料型別都將觸發，先發送11100001，後再發送表中的指令）： 

從外設返回給主機的資料型別： 

有帶DCS的，DCS表示資料包中data0是命令（暫存器），後面可以有引數，或者沒引數，根據要傳送的命令或者暫存器情況，選擇不同的命令。

不帶DCS的，為一般讀寫命令，資料包中只有資料，沒有命令和引數之分。

是DCS還是一般讀寫資料，都是有這6位的資料型別決定。

6位表示什麼資料型別，都是MIPI-DSI協議規定的，不能改變。

4、高速模式下視訊資料

高速模式下可分成三種模式：

• Non-Burst Mode with Sync Pulses
• Non-Burst Mode with Sync Events
• Burst Mode

上圖頂部有圓弧的代表資料包，長方形的代表時序的狀態。

下面分別是三種video mode下的資料傳輸時序圖： 

屏區域示意圖 

如上圖： 
HSS表示行同步的起始點，HSE表示行同步結束點，HSS,HSE是協議層中一特殊資料 
VSS表示幀同步起始點，VSE表示幀同步結束點，VSS,VSE是協議層中一特殊資料

HSA就是HSPW，BLLP就是VSPW，空資料（無效資料），只為同步 
HBP就是HBPD，HFP就是HFPD，空資料（無效資料），只為同步 
RGB就是就是有效顯示區域的一行資料。

應用層

對於顯示模組，協議層是將來自協議層的資料轉化成DPI或者DBI供給顯示模組，如果讀，就是把來自顯示模組DBI的資料，解析成一個數據，送到協議層。如下圖： 

圖中SPI模組可以不管，在這裡是配置時序的。

MIPI-DSI對於軟體驅動工程師來說，重點是物理層和協議層。

參考資料： 
基於MIPI_DSI協議的LCD驅動介面設計（很好的一篇論文） 
mipi 除錯經驗 
MIPI_DSI_Introduction 
MIPI DSI協議介紹 
MIPI及DSI協議介紹 
MIPI-DSI 三種 Video Mode 理解 
Mipi LP模式下資料通訊協議詳解-2014-12-20