MIPI DSI (серийный интерфейс дисплея) работает как эффективный стандарт серийного интерфейса, созданный MIPI Alliance. Он связывает системы на чипах (SoC) с экранами в смартфонах, планшетах и многих встроенных устройствах. Настройки обычно имеют от 1 до 4 полос данных. Каждая полоса обрабатывает до 1,5 Гбит/с или даже больше в более новых версиях. Это дает общую пропускную способность до 6 Гбит/с или выше. Подход значительно сокращает номера пинов. В то же время он хорошо передает видеоданные и контрольные сигналы.

Введение в DSI

Современным экранам нужны умные способы перемещения данных. Они должны иметь дело с изображениями высокого разрешения без проблем. MIPI DSI удовлетворяет этому требованию. Он предлагает серийную связь, которая сокращает потребление энергии и потребности в пространстве. Это происходит по сравнению со старыми параллельными RGB интерфейсами. Например, в устройствах с разрешением 1440p один кадр содержит более 5,6 миллиона пикселей. При скорости обновления 60 Гц ссылка обрабатывает около 340 миллионов пикселей в секунду. MIPI DSI управляет этим с помощью быстрых серийных полос. Они используют дифференциальную сигнализацию низкого напряжения, часто около 200 мВ. Этот шаг снижает электромагнитные помехи (ЭМИ) и потребление энергии.

Настройки часто имеют одну отдельную часовую полосу и от 1 до 4 полос данных. В системах на основе D-PHY каждая полоса передачи данных достигает 2,5 Гбит/с. 4-полосная настройка затем достигает почти 10 Гбит/с общей пропускной способности. Это количество работает для 4K на 60 Гц, когда учитываются накладные расходы протокола.

Интерфейс работает в двух основных режимах, чтобы оставаться эффективным.

Высокоскоростный режим (HS)

Он включен для обновления кадров во время активного контента, такого как видео или прокрутка. Взрывы данных происходят быстро. Они часто заканчиваются всего за миллисекунды для одной передачи кадров.

Режим низкой мощности (LP)

Этот режим работает во время спокойного содержания или тихого времени. Скорость передачи данных снижается ниже 10 Мбит/с. Энергия снижается до микроватт. Это означает более 99% экономии по сравнению с режимом HS. В результате постоянно включенные дисплеи используют очень мало батареи. Они все еще могут показывать такие вещи, как время или уведомления.

DSI предлагает два способа передачи данных.

Режим видео

Он постоянно передает пиксели. Это подходит для приложений, которые нуждаются в постоянных обновлениях.

Режим команды

Это распространено в AMOLED и многих ЖК-панелях. SoC отправляет сжатые пакеты изображений и чертает команды в буфер кадров на панели. Затем драйвер дисплея обновляет пиксели самостоятельно. Это позволяет интерфейсу и процессору оставаться в состоянии низкой мощности большую часть времени. Таким образом срок службы батареи намного длится.

Что такое D-PHY и M-PHY?

MIPI D-PHY и M-PHY образуют интерфейсы основного физического слоя (PHY) в мире MIPI. Каждый из них соответствует определенным потребностям в производительности и мощности.

D-PHY является стандартным выбором для мобильных дисплеев и камер. Он опирается на источник-синхронное тактование. У него есть одна часовая полоса и несколько полос данных. Высокоскоростный режим поддерживает скорость до 2,5 Гбит/с на полосу (в версиях v1.2). Режим низкой мощности управляет управлением до 10 Мбит/с. Нормальная 4-полосная настройка D-PHY обеспечивает почти 10 Гбит/с для 1080p при 60 Гц. Он также поддерживает хорошую энергоэффективность.

M-PHY нацелен на более сложные задачи. К ним относятся хранилища, модемы и передовая визуализация. Он использует встроенный тактинг с кодированием 8b/10b. Это устраняет необходимость отдельной часовой полосы. Количество пинов падает. Он также позволяет динамические состояния силы, такие как STALL, SLEEP и HIBERNATE. Они приносят меньшую задержку и большую экономию. Новейшие версии (v5.0) достигают до 11,6 Гбит/с на полосу с масштабируемыми передачами (например, Gear3 с скоростью 5,8 Гбит/с, Gear4 с скоростью 11,6 Гбит/с). M-PHY хорошо работает для бурного или стабильного трафика в сложных настройках.

Выделяются ключевые различия.

• Clocking: D-PHY имеет специальную часовую полосу. M-PHY создает часы внутри.

• Состояния мощности: D-PHY использует режимы HS/LP. M-PHY обеспечивает несколько передовых состояний.

• Скорость: D-PHY достигает максимальной скорости ~2,5 Гбит/с/полоса. M-PHY увеличивается до ~11,6 Гбит/с в полосе.

• Применения: D-PHY приводит в дисплеях (DSI) и камерах (CSI). M-PHY сияет в хранении (UFS) и межчиповых связях (UniPro).

D-PHY остается распространенным для дисплеев. Он пользуется длительным использованием, более простым дизайном и настроенной мощностью для обновления шаблонов. M-PHY больше используется там, где важна высокая пропускная способность. Примеры включают UHD видео, AR / VR и автомобильные системы.

Связь между DSI и физическими слоями

MIPI DSI устанавливает протокол. Он охватывает организацию данных, структуру пакетов, время и команды. PHY ниже управляет электрическими сигналами через следы PCB.

DSI создает пакеты, которые несут пиксельные данные, информацию о синхронизации и инструкции. PHY превращает их в дифференциальные сигналы. В D-PHY параллельные данные (8- или 16-битные) меняются на быстрые последовательные потоки. Скорость достигает 2,5 Гбит/с на полосу с 200 мВ HS-свингом и 1,2 В LP-сигнализацией. Переключатели режима происходят быстро. Это поддерживает низкое количество электроэнергии в тихое время.

Для 60 кадров в секунду видео на смартфоне DSI запускает режим HS для взрывов кадров. Затем он переходит в режим LP между кадрами. Мощность интерфейса снижается с более 50 мВт до менее 5 мВт. PHY поддерживает качество сигнала сильнее, чем следы. Он нацелен на частоту битовых ошибок ниже 10^-12. DSI добавляет обнаружение ошибок CRC, чтобы помочь.

Общие варианты PHY для DSI включают в себя следующие.

• D-PHY: Он руководил более десяти лет. Он использует 1 часа 1-4 полосы передачи данных (максимум 9 проводов). Он доказывает надежность для большинства мобильных и встроенных дисплеев.

• C-PHY: применяет 3-фазное кодирование на трио (3 провода на полосу). Это дает более высокую спектральную эффективность. Два трио (6 проводов) могут превзойти 4-полосную пропускную способность D-PHY. Он подходит для узких пространств с панелями высокого разрешения, такими как 4K.

Выбранный PHY устанавливает пропускную способность, потребление энергии и потребности в шпильке / PCB. D-PHY охватывает большинство мобильных дисплеев. Передовые, такие как C-PHY, справляются с растущими требованиями к разрешению.

Часто задаваемые вопросы

В чем главное преимущество MIPI DSI по сравнению с параллельными интерфейсами?

MIPI DSI сокращает количество штрифтов более чем на 80%. Он снижает потребление энергии с переключением режима. Поддерживает высокую пропускную способность для текущих разрешений. Это также снижает EMI.

Какой PHY наиболее часто используется с MIPI DSI в мобильных устройствах?

D-PHY остается наиболее широко используемым. Он обязан этим своей долгой историей, более простой конструкцией и большой энергоэффективностью для моделей обновления дисплея.

Может ли MIPI DSI поддерживать дисплеи 4K на 60 Гц?

- Да. - Да. 4-полосная настройка D-PHY со скоростью 2,5 Гбит/с на полосу дает достаточную пропускную способность (почти 10 Гбит/с в общей сложности). Он обрабатывает 4K на 60 Гц, включая нагрузку.

В чем разница между режимом видео и режимом команды в DSI?

Режим видео передает пиксельные данные без остановок. Режим команд отправляет сжатые изображения и инструкции в буфер панели. Панель обновляется сама по себе. Это дает лучшую экономию энергии для постоянного контента.

Совместим ли M-PHY с MIPI DSI?

M-PHY в основном работает с другими протоколами, такими как UniPro. DSI обычно сочетается с D-PHY или C-PHY. Новые усилия смотрят на M-PHY для продвинутых задач отображения.

Партнер с надежным производителем дисплея

Кади Дисплей стоит как профессиональный производитель, поставщик и завод, специализирующийся на высококачественных TFT LCD, OLED, AMOLED и пользовательских решениях дисплея. С более чем 20-летним опытом, производственным объектом площадью 10 000 квадратных метров в Шэньчжэне, Китай, и сертификатами, включая ISO9001, ISO14001, ISO13485 и IATF16949, компания поставляет надежные промышленные, медицинские и встроенные дисплеи. Продукты поддерживают интерфейсы, такие как MIPI DSI, HDMI и многое другое, с вариантами настройки для различных приложений.

Производители, OEM и поставщики, ищущие индивидуальные модули дисплея, конкурентоспособные цены, быстрое прототипирование или массовое производство, получают выгоду от Kadi Display’ с одновременное обслуживание, строгий контроль качества AOI и специализированная техническая поддержка.

Свяжитесь с командой сегодня в Sales@sz-kadi.com или 86-13662585086 для обсуждения требований проекта, запроса образцов или изучения индивидуальных интегрированных решений MIPI DSI. Повышение производительности продукта с доказанным опытом дисплея.