Niveaux d'interface et de paquet

Niveau d'interface

Il existe deux niveaux de MIPI communication qui sont séparées en niveau d'interface et niveau de paquet. La communication de bas niveau se fait au niveau de l'interface. Le niveau d’interface est utilisé pour indiquer les paramètres de puissance et de vitesse de l’écran. Il prend en charge des modes tels que basse puissance, ultra-basse puissance et haute vitesse. Ces modes définissent comment le système transite entre l'envoi de commandes et les données d'image.

Le niveau d'interface est composé de différents états qui entraînent les données différemment pour le mode haute vitesse et le mode basse puissance. La commutation entre ces états est gérée en conduisant des voies positives et négatives selon des codes d'états définis. Le niveau d'interface est déterminé par l'application et les capacités du processeur hôte.

Niveau de paquet

La communication au niveau des paquets est utilisée lors de l'envoi de données d'image à l'écran en paquets courts (4 octets) ou longs (6 à 65 541 octets). Cette couche gère des opérations de niveau supérieur telles que la transmission de commandes, les pixels d'image et la vérification des erreurs.

Niveau de paquet: paquets courts et longs

Les paquets sont envoyés dans une séquence spécifique pour indiquer la taille du paquet et les codes de correction d'erreur. Des paquets courts peuvent être envoyés pour des commandes qui ne nécessitent pas de données. Ils sont généralement utilisés pour le contrôle des registres. Des paquets plus longs peuvent être utilisés pour envoyer des commandes avec plusieurs octets de données et de données d'image.

Le premier octet est l'octet d'identifiant de données qui comprend deux bits pour l'identifiant de canal virtuel. Cela permet de contrôler jusqu'à quatre périphériques via un seul MIPI DSI bus. Le nombre de mots pour les données longues indiquera combien d'octets de données suivront.

Niveau de paquet: Correction d'erreur

La somme de contrôle et les octets de correction d'erreur sont spécifiés par le contrôleur pour des fonctions spécifiques. Ces mécanismes assurent une transmission fiable sur des voies différentielles à grande vitesse, ce qui est essentiel dans les applications en temps réel comme le streaming vidéo.

Modes vidéo et commande

Mode de commande

Le mode commande peut être utilisé pour les affichages qui ont accès à la mémoire tampon de trame pour afficher des images. Ce mode permet d'écrire directement dans les registres d'affichage en utilisant des paquets courts ou longs. Le mode de commande est ce qui est généralement vu avec des interfaces telles que SPI, MCU parallèle 8080/6800 et contrôleurs d'affichage I2C.

Ce mode offre une flexibilité dans les opérations à faible consommation puisqu'il ne nécessite pas de flux continu de pixels. Il convient aux écrans avec mémoire intégrée où les images peuvent être stockées temporairement.

Mode vidéo

Le mode vidéo est lorsque les données sont envoyées sous forme de flux de pixels en temps réel. Ce mode dépend du processeur hôte pour fournir un flux constant de données d'image qui est constamment rafraîchi. Comme aucun tampon de cadre n'existe dans de tels écrans, toutes les informations de pixels doivent être diffusées en direct.

Mode vidéo: Structure de paquets de données pixel RGB-565

La communication au niveau des paquets en mode vidéo est envoyée sous forme d'un flux constant de pixels dans une séquence spécifique. Les événements de synchronisation définissent des zones actives similaires aux interfaces RVB. Les événements de synchronisation spécifient le début et la fin d'une synchronisation, similaire à l'interface RVB, pour représenter la zone active des données de pixel.

Les événements de synchronisation sont envoyés en paquets courts qui indiquent l'emplacement et la longueur du porche. Cette structure permet un contrôle précis du timing sans commuter entre les modes basse puissance et haute vitesse pendant chaque trame.

Mode vidéo: mode Burst vs mode Non Burst

En mode éclat, les données de pixel sont compressées pour réserver le temps pour que le niveau d'interface revienne à faible puissance. Les modes non explosifs reposent sur des impulsions ou des événements de synchronisation. Un mode sans éclatement d'impulsion de synchronisation nécessitera la définition des largeurs d'impulsion d'affichage.

Le mode Burst permet d'optimiser la consommation d'énergie tout en maintenant la transmission à grande vitesse. Les modes sans éclatement offrent plus de flexibilité dans le timing, mais peuvent consommer plus d'énergie en raison de la signalisation continue.

Considérations

Mode vidéo

Le fonctionnement de l'affichage en mode vidéo nécessite que les paquets soient envoyés en flux constant à l'aide du niveau d'interface haute vitesse. Bien que cela assure un rendu en temps réel, il augmente également considérablement la consommation d'énergie du système. Le processeur hôte devra pouvoir communiquer à la vitesse de transmission de données à grande vitesse et, par conséquent, nécessiter plus d'énergie pour fonctionner en mode à grande vitesse.

mémoire externe

La mémoire externe peut être utilisée pour stocker le tampon de trame à distance de l'écran. Cependant, il présente des défis tels que des contraintes temporelles et une utilisation supplémentaire d'énergie. Le tampon de trame doit être constamment rafraîchi pour éviter le clignotement et la perte d'image.

Économie

Les affichages qui ne contiennent pas d'emplacement de mémoire tampon interne sont souvent moins chers. Cette économie de coûts transfère des responsabilités telles que la gestion de la mémoire ou la synchronisation sur les contrôleurs système. Deux options sont disponibles lorsque la RAM interne n'est pas fournie par l'écran. Le processeur hôte peut fournir une mémoire d'affichage s'il y en a assez pour supporter les graphiques de haut niveau. L'autre option est d'utiliser le mode vidéo où les données d'image sont diffusées en continu et non stockées.

FAQ (questions fréquentes)

Q1: Qu'est-ce qui rend MIPI DSI supérieur pour les systèmes embarqués?
Les écrans MIPI DSI ont l'avantage d'un graphisme de haut niveau avec une complexité réduite du routage du signal, de la conception des PCB et des coûts matériels.

Q2: Le MIPI DSI peut-il fonctionner à faible puissance?
L'interface MIPI DSI peut fonctionner à très faible puissance pour préserver la durée de vie de la batterie.

Q3: Combien de périphériques peut MIPI DSI contrôler?
Le MIPI DSI peut commander jusqu'à quatre périphériques en utilisant cet ID de canal virtuel.

Q4: Que se passe-t-il si mon écran n'a pas de RAM interne?
Vous devez utiliser le mode vidéo ou allouer une mémoire externe capable de prendre en charge des taux de rafraîchissement continus.

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