本篇主要介紹MIPI物理層規(guī)范中的M-PHY，主要包括M-TX和M-RX狀態(tài)機(jī)、M-PHY的配置流程、M-PHY的電氣特性等。

MIPI M-PHY專為需要快速通信通道以實(shí)現(xiàn)高分辨率圖像，高視頻幀速率和大型顯示器或存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它是一種多功能PHY，為工程師提供配置選擇和跨行業(yè)平臺(tái)開發(fā)的能力，以有效地解決多個(gè)市場。它可以互連智能手機(jī)，可穿戴設(shè)備，個(gè)人電腦甚至大型系統(tǒng)（如汽車）中的組件。

該規(guī)范針對的是特別需要低引腳數(shù)，通道可擴(kuò)展性和功效的應(yīng)用。主要應(yīng)用包括連接攝像機(jī)，音頻，存儲(chǔ)，RF和提供芯片到芯片的處理器間（IPC）通信。

MIPI M-PHY使用具有嵌入式時(shí)鐘的差分信號(hào)。它提供兩種傳輸模式，具有不同的比特信號(hào)和時(shí)鐘方案，旨在用于不同的帶寬范圍，以在更廣泛的數(shù)據(jù)速率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)更好的功效。可達(dá)到的峰值傳輸速率在一個(gè)通道上為11.6 Gbps，在四個(gè)通道上為46.4 Gbps。每個(gè)通道的高帶寬可以減少所需的通道數(shù)量。此功能對于可穿戴設(shè)備和智能手機(jī)以及需要在機(jī)械鉸鏈內(nèi)安裝互連的筆記本電腦尤其實(shí)用。

MIPI M-PHY用作MIPI CSI-3，MIPI DigRF，MIPI LLI和MIPI UniPro協(xié)議的物理層。MIPI M-PHY支持這些原生MIPI聯(lián)盟協(xié)議以及來自PC生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)議，以提供允許移動(dòng)設(shè)備和PC之間融合的技術(shù)橋梁。使用MIPI M-PHY的PC工業(yè)協(xié)議包括JEDEC的UFS，PCI-SIG的Mobile PCIexpress和USB IF的SuperSpeed Inter Chip（SSIC）。

MIPI M-PHY與MIPI UniPort-M接口中的MIPI UniPro傳輸層相結(jié)合，用于移動(dòng)設(shè)備中的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。

MIPI M-PHY還使設(shè)計(jì)人員能夠靈活地使用光學(xué)介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的高速連接。光學(xué)實(shí)現(xiàn)可以被配置為數(shù)米長的物理連接，以支持諸如汽車這樣大平臺(tái)的設(shè)計(jì)。

M-PHY的通道結(jié)構(gòu)如下圖所示：

M-PHY使用FIXED-RATIO和FIXED-MINOR兩種格式的PWM信號(hào)，對于FIXED-RATIO， TPWM_MAJOR和TPWM_MINOR分別占一個(gè)bit周期的2/3和1/3；對于FIXED-MINOR，TPWM_MINOR時(shí)間固定，TPWM_MAJOR與bit周期成比例。

HS-MODE和LS-MODE支持的速率等級(jí)如下表所示：

其中LS-MODE為必須支持的模式，有可以分為Type-I和Type-II兩種，詳細(xì)見下圖所示：

1、狀態(tài)機(jī)

高速和低速模式的區(qū)別和共性如下：

M-TX和M-RX的狀態(tài)機(jī)是相似的，但是狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件是不一樣的，因此針對兩端的狀態(tài)機(jī)分別進(jìn)行定義。

每種狀態(tài)機(jī)都有兩種操作模式：HS-MODE和LS-MODE，每種操作模式又包括一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)（BURST）和模式特有的省電狀態(tài)（SAVE）。

HS-MODE的SAVE狀態(tài)是STALL，LS-MODE的省電狀態(tài)是SLEEP。LS-MODE的BURST狀態(tài)包括Type-I型的PWM-BURST和Type-II型的SYS-BURST。LS-MODE的Type-I型多一個(gè)LINE-CFG狀態(tài)。每種模式的狀態(tài)如下：

• HS-MODE: STALL, HS-BURST
• LS-MODE(Type-I MODULE): SLEEP, PWM-BURST, LINE-CFG
• LS-MODE(Type-II MODULE): SLEEP, SYS-BURST

其中，BURST狀態(tài)和LINE-CFG狀態(tài)包含子有限狀態(tài)機(jī)。

每種狀態(tài)機(jī)包括五種SAVE狀態(tài)：一種每種操作模式特定的SAVE狀態(tài)，一種超低功耗下的狀態(tài)（HIBERN8），兩種系統(tǒng)控制的省電狀態(tài)，分別如下：

• STALL(HS-MODE)
• SLEEP(LS-MODE)
• HIBERN8(Ultra-low power state where configuration is retained)
• DISABLED(POWERED, but not enabled due to a Power-on Reset, or alocal RESET via the Protocol Interface (Type-II MODULE only))
• UNPOWERED(No power supply)

此外，還有兩種特殊用途的BREAK狀態(tài)：

• LINE-RESET(Embedded remote reset via the LINE)
• LINE-CFG(Configuration for Media Converters; Type-I MODULE only)

最后是兩種全局通用的狀態(tài)：

• POWERED (any state in the state machine, except UNPOWERED)
• ACTIVATED (all states within HS-MODE or LS-MODE taken together)

Type-I MODULE的特性如下:

• PWM self-clocked LS signaling
• Operation with independent local reference clocks; might benefitfrom shared reference clock if available
• Fully embedded control within the LANE (additional auxiliary signalsare not required)
• Support for Media Converters in the LINE

Type-II MODULE的特性如下:

• System-Clock-Synchronous LS signaling (SYS)
• Requires availability of a shared reference clock
• Partially embedded control within the LANE (some state transitionsrequire additional auxiliary control signals)

2、配置

M-PHY的配置流程包括：

• DISCOVERY: Read MODULE capabilities, and determine desired, commonlysupported configuration settings.
• PHY CONFIG: Request to change MODULE configuration settings.
• EFFECTUATE: Update the MODULE configuration settings.

3、電氣特性

電氣特性說明中用到的縮寫如下表：

3.1、M-TX電氣特性

發(fā)送端有兩種驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度：largeamplitude和smallamplitude，M-TX至少支持一種，如果支持兩種，則默認(rèn)配置為Large Amplitude.

3.2、M-RX電氣特性

3.3、互連電氣特性

3.4、功耗等級(jí)

以上就是針對M-PHY的介紹，主要包括M-TX和M-RX狀態(tài)機(jī)、M-PHY的配置流程、M-PHY的電氣特性等。詳細(xì)可參考《MIPI M-PHY? v4.1, 28-Mar-2017》，其中有詳細(xì)介紹。

編輯：hfy