作者：Anand Shirahatti， Divyang Mali， Naveen G

MIPI UniPro是移動芯片到芯片互連技術的最新成員。它具有許多有用的功能，可以滿足移動應用程序的要求。這也許就是為什么谷歌的Project Ara選擇MIPI UniPro和MIPI M-PHY作為其骨干互連的原因。

在這篇博文中，我們描述了三個差異化的功能、優勢及其驗證挑戰。所有討論均參考MIPI UniPro 1.6。

通過電源模式更改和休眠實現低功耗

通過物理通道映射實現芯片到芯片通道路由的靈活性

通過 CPort 仲裁和數據鏈路層搶占增強 QoS

1. 通過電源模式更改和休眠實現低功耗

特征

MIPI UniPro提供六種功率模式，以滿足不同的需求。在慢速模式下，它支持七個檔位，每車道的運行速度從 3Mbps 到 576Mbps 不等。在FAST模式下，它支持三個檔位，每車道運行速度從1.5Gbps到6Gbps不等。慢速和快速都可以與M-PHY的自動突發關閉相結合，在流量間隙期間稱為AUTO。在完全沒有流量的情況下，使用休眠模式。所有未連接的車道應進入關閉模式。UniPro 允許對發射和接收方向進行獨立的電源模式設置。

UniPro 允許使用電源模式更改請求 （DME_POWERMODE） 和通過 （DME_HIBERNATE_ENTER 和 DME_HIBERNATE_EXIT） 基元的休眠狀態轉換動態選擇每個方向的車道數、檔位和功率模式。MIPI UniPro L1.5 層通過 PACP_Pwr_Req 和 PACP_PWR_Cnf 類型的 PHY 適配器配置協議 （PACP） 幀完成這些請求。 在電源模式更改過程中，流量會短暫暫停。在兩端完成電源模式更改程序并恢復流量后，將同時應用電源模式設置。

效益

此功能允許MIPI UniPro通過設置適當的功率模式來實現最佳的“每瓦功率性能”。根據應用的數據流量帶寬和時延要求，可以動態擴展每個方向的車道數和車道運行速度。

驗證挑戰

以下參數會產生較大的狀態空間

6種不同的電源模式

慢速模式下 7 檔，快速模式下 3 檔

多達 4 個通道，可以縮小到任何值

雙向模式、檔位和車道的不對稱設置

功能驗證必須涵蓋上述所有電源模式狀態空間（模式 x 車道 x 齒輪）的獨特組合。此外，還必須涵蓋兩個更重要的過渡組合：

從電源模式的一種可能的唯一組合過渡到另一種可能的唯一組合（~1600 種組合）

休眠進入和退出每個唯一的電源模式狀態

這將需要約束的隨機刺激支持。受約束的隨機激勵生成并不是直截了當的。它必須考慮：

當前電源模式狀態

對等設備和本地設備的功能

根據上述參數，必須從VIP和DUT端啟動合法電源模式更改。

2. 通過物理通道映射實現芯片到芯片通道路由的靈活性

特征

UniPro 允許使用多個通道（最多 4 個）來擴展帶寬。UniPro Phy 適配器層負責數據的分發和合并。在 L1.5 層的多相初始化序列中，確定連接的通道總數及其物理到邏輯通道映射。

識別邏輯和物理通道映射的訓練序列。資料來源：MIPI

效益

此功能為 UniPro 的芯片到芯片通道布線提供了靈活性。考慮到移動硬件的小尺寸要求，這肯定會減輕印刷電路板設計師的生活。

驗證挑戰

從驗證角度來看需要涵蓋以下幾點：

連接的不同數量的車道，以及

每個物理通道映射到每個可能的邏輯通道

通常通過配置，連接的通道數以及連接的通道，使用的邏輯到物理映射需要隨機化。根據此配置，VIP 將驅動指定數量的車道并向 DUT 適當地通告。

3. 通過CPort仲裁和數據鏈路層搶占增強QoS。

特征

MIPI UniPro 支持兩種流量類別流量類 0 （TC0） 和流量類 1 （TC1）。流量類 0 支持是必需的，而流量類 1 支持是可選的。支持流量類之間基于優先級的仲裁。MIPI UniPro 堆棧從其傳輸層 L4 到數據鏈路層 L2，具有流量類感知功能，可提供增強的服務質量 （QoS）。

在傳輸層級別，邏輯數據連接是面向連接的端口 （CPort）。它映射到 TC0 或 TC1。映射到較高優先級流量類的端口將優先于映射到較低優先級流量類的 CPorts。在流量類中，分段級別輪詢是默認仲裁方案。

為了減少延遲并提高數據鏈路層級別的服務質量（QoS），它可以在傳輸的低優先級數據幀中插入高優先級幀。此功能稱為搶占。這是一項可選功能。此概念也擴展到其他控制幀，以改善延遲并減少重傳期間的帶寬浪費。

具有搶占的組合（流量類 Y > X）。資料來源：MIPI

效益

CPort 仲裁和搶占提供了對通信延遲的精細控制。這樣可以提高 QoS。此功能可用于延遲敏感型流量。

驗證挑戰

從驗證的角度來看，我們需要解決以下問題：

滿足 QoS 功能的整體意圖

確保搶占功能在功能上正確實現

QoS特性意圖可以通過測量DUT的發射和接收路徑上的延遲來驗證。這可以作為記分牌的附加功能來完成。記分牌可以記錄CPort和串行線路上進出DUT端口的消息的時間戳。可以根據所需的配置值檢查 DUT 的發送和接收路徑的延遲。任何違規都可以根據違規百分比標記為警告或錯誤。

為確保搶占功能正常運行，需要同時行使合法和非法搶占案件。根據DL仲裁方案支持的優先級表，有18種非法和35種法律優先購買方案。DUT 的發送和接收路徑都必須涵蓋合法和非法情況，包括多級搶占。

對于所有這些功能驗證，架構良好的驗證 IP 起著至關重要的作用。具有適當靈活性和控制水平的驗證 IP 可以顯著加快驗證的收斂速度。

審核編輯：郭婷