原创 技术干货 | 浅谈移动产业处理器接口 – MIPI规格和测试与案例分享

2022-11-25 13:50 96 2 2 分类: 测试测量

MIPI移动产业处理器接口(英文全名为Mobile Industry Processor Interface,简称MIPI), 是由MIPI联盟针对移动设备(如:智能型手机、平板电脑、笔记本电脑和混合装置等各种移动装置)的处理器设计所定义的规范,随着5G、人工智能、物联网等技术日渐成熟,相关处理器及装置需求也越来越高,MIPI规范成为重要角色。

MIPI规范共有六种类型的接口,其中MIPI规范中的多媒体(Multimedia)类别,如下图所示,主要分为三个层面:

◆ 应用层(Application Layer)
◆ 协定层(Protocol Layer)
◆ 物理层(PHY Layer)

来源:MIPI Alliance

而MIPI主要应用类型可分为Camera(CSI)、Display(DSI)、Storage(UFS)。

如同多数的技术接口,MIPI联盟也有制定一份标准测试文件来明确定义测试条件、方法与项目,MIPI的测试文件称为规格一致性测试(CTS/Conformance Test Suit)文件,通过一致性测试可以有效减少影像摄影画面噪声/模糊/失真、影像延迟等问题

和一般认证测试不同的是厂商可参照测试文件指引自行执行一致性测试,可不用透过协会认可的第三方认证实验室执行测试。若要执行此测试,必须先备齐相关测试设备及环境,然而根据百佳泰多年测试经验,多数厂商碰到最大的问题是并不是在这部分,而是没有足够的测试经验。由于MIPI多用于移动设备内部,必须透过焊接或是探针直接连接方式进行量测,相较于一般常见的USB、HDMI等外接接口,量测困难度增加许多。

百佳泰将以常见的D-PHY/C-PHY为例分享产品在测试时常遇到的问题。

认识MIPI D-PHY

MIPI D-PHY是一种结合高速、低功耗的讯号传输模式,主要应用于Camera(CSI)、Display (DSI)

讯号组合1对Clock差分讯号以及1~4对Data差分讯号,支持HS mode(High Speed)和LP mode(Low Power)模式之间切换。

HS mode: 低电压传输,最高数据传输速度为每Lane 1Gpbs~9Gbps

【01】Transmitter(TX)测试的要求与方法:

由于智能型手机、平板电脑、车机上的镜头接口跟影像显示接口都已是成品的阶段,如同前面所提到的,若要进行讯号测试就只能透过焊接或是探针直接连接方式进行量测。

下图是测试环境的连接示意图:

测试设备是使用Keysight D9020DPHC及相符性测试软件,针对MIPI D-PHY v2.1第9节以下及C-PHY CTS V2.1第1节以下的规格进行完整测试。

【02】主要测项如下:

◈ High Speed Data/Clock TX

◈ Low Power Data/Clock TX

◈ Data/Clock Transmitter(HS Entry、HS Exit)

◈ High Speed Data-Clock Timing

认识MIPI C-PHY

与D-PHY相同,结合高速、低功耗的讯号传输模式,应用于(CSI、DSI)

两者主要差异点如下:

【01】Transmitter(TX)测试的要求与方法:

测试设备是使用Keysight D9010CPHC MIPI C-PHY Compliance Test Software,可针对MIPI C-PHY v1.2第9节和C-PHY CTS v1.1第1节的规格进行完整测试。


【02】主要测项如下:

◈ High-Speed Transmitter(HS-TX)Electrical Tests

◈ Global Timing Tests(T3-Prepare、HS Exit)

上图撷取不同模式,进行讯号的示意图

案例分享

【01】量测位置影响测试质量

MIPI D-PHY/C-PHY TX主要规范是量测芯片输出端

如测试点位位置过远,那么就会影响讯号的衰减,且当driver能力不够时会造成rise/fall爬升能力不够,导致over spec、质量讯号较差。

D-PHY

C-PHY

【02】芯片timing参数设定调整有误导致测试Fail

因芯片timing参数设定问题,导致Data/Clock Transmitter(HS Entry、HS Exit)timing fail。百佳泰建议Timing skew fail可透过芯片商提供修改参数来调整。

如下图可见当数值低于50,则会导致over spec;反之,如数值高于50,数据结果会出现Pass。

作者: 百佳泰测试实验室, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-400317.html

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