如何快速捕捉MIPI DSI圖像控制信號

　　MIPI DSI做為圖像顯示接口的標準，如今已被廣泛應用。熟悉的工程師都知道，我們可以通過一段代碼輕松的將顯示屏點亮，然而對于一塊已經點亮的屏，我們該如何準確抓取并分析其控制信號呢?

　　1.1 MIPI DSI概述

　　MIPI是MIPI聯盟發起的為移動應用處理器制定的開放標準，旨在把手機內部的接口如攝像頭、顯示屏、射頻/ 基帶等標準化，從而減少手機設計的復雜度和增加系統設計的靈活性。MIPI聯盟下設不同的工作組，MIPI DSI 就屬于 Display 工作組制定的關于顯示模組接口的規范標準。

　　圖1 MIPI DSI顯示應用

　　MIPI DSI 協議使用 D-PHY 標準作為物理層傳輸，D-PHY 屬于單向或者半雙工傳輸機制，傳輸狀態分為低功耗和高速兩種，低功耗(LP)狀態(1.2V)下最大傳輸速率為 10Mb/s，主要用于傳輸控制命令。高速(HS)傳輸狀態(0.2V) 下最小80Mb/s 最大1.5Gb/s，用于傳輸高速圖像數據。

　　圖2 D-PHY整體框圖

　　如何準確的捕捉到該圖像顯示信號，那么首先我們要對這兩種傳輸模式有一個充分的了解：

　　l 如上圖所示，從數據 Lane 的狀態來劃分，D-PHY一共分為兩種狀態，即低功耗狀態(LP)和高速狀態 (HS)， LP 狀態下主要是發送一些控制類的命令，數據量相對較小(LP 狀態下也可以發送圖像數據，在 LPDT 模式下就可以)，采用單端數據傳輸。HS 狀態下主要是進行大數據量的圖像數據的傳輸，采用差分傳輸。

　　圖3 單端和差分信號

　　l HS 狀態下，通道狀態是差分數據0或者1，當 Dp(300mv)比Dn(100mv)高時定義為 1，當Dn(300mv)比 Dp(100mv)高時定義為 0，此時典型的線上差分為 200mv。在 LP 狀態下，通道狀態不再是差分信號，而是相互獨立的信號，根據Dp和Dn的電平狀 態分為 LP11、LP00、LP10、LP01，此時將1.2V定義為1，將0v定義為 0。

　　圖4 HS、LP狀態線電平

　　1.2 如何準確分析圖像顯示信號

　　通過前面的介紹，相信大家已經了解到其實對于MIPI DSI信號我們主要是對其低速初始化控制部分和高速數據傳輸部分進行分析，而初始化部分可以說是我們整個信號的敲門磚，只有準確抓到它的波形，才能分析整個屏是如何點亮的，才能對其后面的高速信號有一個正確的分析。

　　首先我們要準確觸發到其初始化控制信號，一般為低速信號，傳輸速率為10Mb/s，示波器的帶寬最好在200M以上，這樣才能保證信號的準確性，我們采用ZLG致遠電子的ZDS4054Plus 500M帶寬示波器進行測試。

　　如下圖所示為我們測試的一塊未知屏控制板的圖像初始化信號，通過下面的事件表我們可以看到，其工作在LPDT模式下，此模式下可以將屏幕點亮并傳送一些圖像數據，同時配合標配的協議解碼功能可以將數據輕松的列舉出來，便于分析。

　　圖5 MIPI DSI 低速信號測試

　　對長時間監測的數據進行數據異常分析時，可在示波器的縮放模式下使用雙ZOOM多窗口顯示的功能，對信號進行多窗口異常監測和分析，可就某一個數據幀或某一個數據點進行分析，通過查看放大數據細節，找出異常。

　　圖6 雙窗口放大

　　對于初始化部分，低速初始化信號我們可以輕松的抓到，然而對于現在不同的屏幕廠商，其初始化部分不盡相同，如果初始化采用的為高速信號，而我們依然使用低帶寬的示波器，有可能抓不到，或是即使抓到的也是錯誤波形，不能分析，如下圖所示

　　圖7 失真的高速初始化波形

　　所以通過小編的分析，想必大家也有了一個簡單的了解，對于初始化的信號控制部分，如果我們采用常規的1G以下帶寬的示波器沒有準確抓到，不要灰心，它有可能是一個高速信號，選用更高帶寬的示波器進行分析。因此，一款性能指標優異的測試工具可以幫助我們快速定位問題，加快研發進程。