原创 详解M-PHY给手机带来的棘手挑战

Jit Lim

MIPI联盟最近在日本大阪举行了一次委员会会议(当然是在日本大地震前)，泰克的一个同事也参加了这次会议。MIPI (移动行业处理器接口)是手机行业的PCI-SIG或USB-IF版本协议。该组织正在努力确定涵盖显示器、摄像机、RF元器件和外设的接口标准。

会议的一个主要议题是下一代物理层标准，称为M-PHY，这一标准很快将在ARM和TriQuint等公司制造的芯片中采用。M-PHY将带来非常大的冲击，因为它实现了高达5.96 Gb/s的速度和低能耗，换句话说，它在移动设备中实现了第三代串行速度。

鉴于其预计用途，M-PHY包括典型串行总线中没有的部分功能。其中之一是能够在三种模式或“档位”下运行：PWM (脉宽调制)、SYS、HS (高速)。所有这些模式都在电气上基于差分信令，支持两种推动力，即两种不同的幅度电平(Large/LA @ 400 mV和Small/SA @ 240 mV)。每种模式都可以支持两种不同的端接(不稳定端接和不端接)，在这两种情况下，线路上的阻抗都取决于工作数据速率的参考阻抗（Zref），它可以从2 MB/s达到上面提到的5.96 Gb/s。参考时钟输入可以放在总线的任一端。PWM档位的时钟输入方案采用内嵌式方案，HS档位和SYS档位则在单独线路上使用时钟。

信令结构的运行方式在一定程度上与采用基于通路方法的PCI Express类似，因此适合支持变化的协议，数据速率可以扩充。

这一结构给测试带来了棘手的问题。数据速率范围宽，将使工程师把更多的重点放在基于信号完整性的测量上。查看M-PHY信号上的定时/抖动将非常重要。使用抖动/定时摆幅进行M-PHY接收机电路压力测试将非常重要。注意电路中使用的端接，以便正确设置幅度测量，将非常关键，特别是在控制器上动态切换LA和SA之间的摆幅时。

为检定和调试M-PHY发射机，推荐使用6GHz以上带宽的示波器，检定今年春天1.0版标准中规定的第一个变通方案HS Gear 1。对其它HS档位，将需要8GHz仪器，在规范±5%范围内捕获70-psec上升时间精度。对接收机测试，最好使用能够对M-PHY标准进行协议压力测试的码型发生器或任意波形发生器。

移动设备现在拥有大量的物理层协议，M-PHY更象是一个长期的赌注。与USB和PCI-Express一样，它将推动成本下降，打开新的创新机会。如果您涉及移动设备设计，您在未来的开发中很可能会遇到M-PHY信号完整性问题。您准备好了吗？