技术文章—MIPI D-PHY物理层自动一致性测试

2020-02-18来源: EEWORLD关键字:D-PHY  示波器

对低功耗高清显示器的需求,正推动着对高速串行总线的采用,特别是移动设备。MIPI D-PHY是一种标准总线,是为在应用处理器、摄像机和显示器之间传送数据而设计的。该标准得到了MIPI联盟的支持,MIPI联盟是由多家公司(主要来自移动设备行业)组成的协会。该标准由联盟成员使用,而一致性测试则在保证设备可靠运行及各厂商之间互操作方面发挥着重要作用。自动测试系统采用可靠的示波器和探头,帮助设计人员加快测试速度,改善可重复性,简化报告编制工作。

 

高速运行的物理层

 

D-PHY的物理层由一个时钟和四条数据通路[D0:D3]组成,可以以非常高的速度运行。物理层可以支持不同的协议层。例如,摄像机捕捉的影像可以通过采用CSI-2协议的D-PHY物理层传送到处理器,再传送到应用处理器,然后通过采用DSI协议的D-PHY物理层传送到显示器。这里的CSI和DSI指D-PHY上运行的协议。每条通路上的数据在使用V1.2标准时传送速率可以达到2.5 Gbps,在使用V2.1标准时可以达到4.5 Gbps,从而可以传送高分辨率和高清晰度的影像。

 

数据通路[D0:D3]的D0通路是双向通路,用于总线周转(BTA)功能。在主发射机要求外设响应时,它会在传输最后的数据包时向其PHY发出一个请求,告诉PHY层在传输结束(EoT)后确认总线周转(BTA)命令。其余通路和时钟都是单向的,数据在不同通路中被剥离。例如,第一个字节将在D0上传送,然后第二个字节将在D1上传送,依此类推,第五个字节将在D0上传送。根据设计要求,数据通路结构可以从一路扩充到四路。图3是1时钟3路系统上的数据剥离图。每条通路有一个独立的传输开始(SoT)和传输结束(EoP),SoT在所有通路之间同步。但是,某些通路可能会在其他通路之前先完成HS传输(EoT)。

 

在四条通路之间,在以2.5 Gbps/路运行时,D-PHY 1.2信号的最大吞吐量约为10 Gbps。物理层信号有两种模式:高速(HS)模式和低功率(LP)模式。高速[HS]模式用于快速传送数据。在系统处于空闲时,低功率[LP]模式用来传送控制信息,以延长电池续航时间。HS和LP模式有不同的端接方式,系统应能够动态改变端接方式,以支持这两种模式。

 

HS数据的速度越高,显示器能够支持的分辨率越高,影像的清晰度也就越好。数据速率与分辨率之间的关系,还要看一下其他几个参数。

 

  像素时钟:决定着像素传送的速率

  

刷新速率:屏幕每秒刷新次数


色彩深度:用来表示一个像素的颜色的位数

        

像素时钟的推导公式如下:像素时钟 = 水平样点数 x 垂直行数 x 刷新速率。其中水平样点数和垂直行数包括水平和垂直消隐间隔。

 

 

图1. D-PHY数据通路在连续时钟模式下的模式和状态。(MIPI联盟D-PHY规范第1.2版,MIPI联盟公司)

 

 

图2. D-PHY时钟通路在正常时钟模式下的模式和状态。(MIPI联盟D-PHY规范第1.2版,MIPI联盟公司)

 

如何测试电接口信令?

 

数据在HS模式下传送,在线路空闲时,发射机切换到低功率模式,以便节能。在高速(HS)模式下,差分电压最小值是140 mV,标称值是200 mV,最大值是270 mV,数据速率扩展到最大2.5 Gb/s。HS模式由两种可能状态组成:Differential-0 (HS-0)和Differential-1 (HS-1)。

 

在低功率(LP)模式下,信令采用两条单端线路,摆幅为1.2 V,最大运行数据速率为10 Mb/s。数据+(Dp)线路和数据-(Dn)线路相互独立。每条线路可以有两种状态:0和1,这会导致LP模式,其有四种可能的状态:LP-00, LP-01, LP-10, LP-11。

 

为了适应两种不同的运行模式,接收机端的端接必须是动态的。在HS模式下,接收机端必须以差分方式端接100 Ω;在LP模式下,接收机开路(未端接)。HS模式下的上升时间与LP模式下是不同的。

 

接收机端动态端接加大了D-PHY信号测试的复杂度,这给探测带来极大挑战。探头必须能够在HS信号和LP信号之间无缝切换,而不会给DUT带来负载。必须在HS进入模式下测量大多数全局定时参数,其需要作为仅时钟测试、仅数据测试和时钟到数据测试来执行。还要在示波器的不同通道上同时采集Clock+ (Cp)、Clock- (Cn)、Data+ (Dp)、Data- (Dn)。

 

鉴于D-PHY1.2规范支持的最大速度是2.5 Gbps,所以要求的最低带宽是8 GHz,那么探头在8 GHz以下带宽时应拥有稳定的特点,以便能够捕获HS-LP和LP-HS跳变区域中的波形。

 

D-PHY正成为汽车显示器和摄像机应用中流行的标准。在不同的汽车温度范围内进行测试,也可能带来挑战,特别是在探测方面。

 

用MSO6进行自动一致性测试

 

示波器和探头要求的最低带宽是4 GHz。在2.5 Gbps的最高数据速率时,示波器和探头建议带宽是8 GHz。设置包括:示波器,4 只低负载单端探头,TekExpress D-PHY 1.2 自动测试解决方案,高级抖动分析 ( 推荐 ),探测、端接电路板。

 

TekExpress解决方案把速度最快的自动测试解决方案与6系列MSO、MSO/DPO7000/DX和DPO70000SX示波器整合在一起。TekExpress软件提供了一个图形用户界面(GUI),其架构包含从设置到测试的直观工作流程,而不管采用哪个通路端接。在线工作情况下执行一致性测量,并可以针对特定DUT数据速率来配置设置,调节极限,并进行量身定制。在配置高级抖动分析(选项DJA)的仪器上,TekExpress D-PHY解决方案为数据到时钟时延测试绘制眼图,清楚地表明数据和时钟之间的时延信息。 

 

 

图3. 采用6 系列MSO 的单端测试设置

 

 

图4. HS-TX时钟到数据通路定时测试中使用的眼图。

 

TekExpress自动测试框架是市场上速度最快的D-PHY合规性解决方案,明显节省了测试时间,特别是在各种环境条件下表征DUT性能时。该解决方案还可以在预录模式下测试离线波形,可以先捕获多轮数据,后面再对数据进行处理,省时省力。

 

报告功能支持多种格式和定制内容。结果可以按测试名称(默认值)、通路名称或测试结果分组。可以作为选项包括第一个分析区域的图像。报告不仅提供了测试合格/不合格摘要表,还包括每项测试的裕量细节,这些都包括在一个合并报告中,并可以导出。

 

 

图5. TekExpress D-PHY自动软件会引导用户从设置到报告完成整个测试。

 

自动一致性测试的速度和可重复性都要远远高于手动测试,特别是在测试MIPI D-PHY物理层时。TekExpress自动软件与相应的示波器和探头相结合,如6系列MSO和TDP7700,可以帮助工程师加快测试速度,改善可重复性,简化报告编制工作。

 

关键字:D-PHY  示波器 编辑:muyan 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic488665.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:如何提高仪器的精度和保护方案
下一篇:ZDS3000/4000系列示波器最新固件使用指南

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

是德科技MIPI D-PHY测试解决方案加速IoT装置开发
是德科技(Keysight)日前宣布推出新的MIPI D-PHY和C-PHY测试解决方案,以协助客户加快下一代行动和IoT装置的开发。是德科技无线设备部门副总裁兼总经理Kailash Narayanan表示,该公司MIPI测试解决方案确保客户的设计能符合不断变化的标准和数据速率,有助于实现行动产业的技术创新。 藉由与MIPI联盟和产业共同合作,该公司可提供涵盖新的MIPI D-PHY v2.0和v2.1规格,以及C-PHY v1.1规格和CTS测试的完整解决方案。MIPI联盟董事会主席Joel Huloux表示,为MIPI接口标准提供合适的测试解决方案,是建立MIPI生态体系的重要基石。 该联盟很高兴看到是德持续不断地
发表于 2017-05-15
是德科技推出新的 MIPI D-PHY 和 C-PHY 测试解决方案
eeworld网消息,2017 年 5 月 3 日,北京――是德科技公司(NYSE:KEYS)近日宣布推出新的 MIPI D-PHY 和 C-PHY 测试解决方案,帮助加速下一代移动和物联网设备的开发。是德科技新款测试解决方案支持 MIPI 联盟的 D-PHY v2.0/v2.1 规范和 C-PHY v1.0/v1.1 规范及一致性测试套件。该测试解决方案包括用于Infiniium示波器的 Keysight U7238E MIPI D-PHY一致性测试软件和U7250A MIPI C-PHY一致性测试软件,用于发射机测试的 Keysight DSAV164A 数字示波器,以及在M8195A或 M8190A任意波形发生器上运行
发表于 2017-05-04
是德科技支持新 MIPI C/D-PHY 规范和 SPMI 协议
据eeworld网消息,2017 年 4 月25日,北京——是德科技公司(NYSE:KEYS)日前宣布了一项新计划,旨在加速新一代移动设备和物联网设备的开发。不久前,MIPI 联盟发布了新的 MIPI D-PHY 和 C-PHY 规范,为 VR(虚拟现实)和 AR(增强现实)市场增添了新的发展引擎。每种规范能支持高达 9Gbps 或 11.4Gbps 的摄像头接口,可录制 8K 60Hz 的视频。为了支持这种高清摄像头接口,需要实施比以前的规范更快速、更复杂的验证测试。此外,自动驾驶汽车需要多个摄像头模块和传感器,用来检测驾驶环境以获得正确的信息,因此,在不增加线束重量的前提下,低时延和虚拟通道支持对于自动驾驶汽车而言也很
发表于 2017-04-26
莱迪思为MachXO3产品系列添加900 Mbps MIPI D-PHY支持
    最新的Lattice Diamond®设计工具可助力实现增强的桥接应用       MachXO3 FPGA产品系列支持采用MIPI D-PHY、CSI-2或DSI接口的图像传感器与显示屏的桥接        最新的Lattice Diamond 3.6软件支持高达900 Mbps的速率       莱迪思半导体公司(NASDAQ: LSCC),客制化智能互连解决方案市场的领先供应商,今日宣布屡获殊荣的MachXO3™产品系列现已支持MIPI D-PHY接口上高达900
发表于 2015-10-28
R&S示波器 RTO进行MPIP D-PHY接口认证测试
    在智能手机与平板里,MIPI D-PHY正成为摄像头与屏幕之间的数据接口标准。由于其数据速率高达1.5 Gbit/s,其信号完整性在系统设计与元器件选择过程中显得越来越重要。罗德与施瓦茨公司为R&S RTO高性能示波器添加了一系列的选件,其中包含了MIPI D-PHY的自动化一致性测试,保证不同制造商的元器件之间实现无缝互联。         罗德与施瓦茨公司(以下简称R&S公司)发布了新的R&S RTO-K26 MIPI D-PHY一致性测试软件选件,提供了MIPI D-PHY的自动化接口测试,符合
发表于 2014-11-13
R&S示波器 RTO进行MPIP D-PHY接口认证测试
示波器测试测量中取样方式的选择
在测试测量中有许多种取样方法,今天电工学习网小编将为大家介绍示波器不同的选择。默认模式保留每个采集间隔中的第一个取样点。峰值检测模式使用了两个连续捕获间隔中包含的所有取样的最高和最低点。该模式仅可用于实时、非内插的取样,并且在捕获高频率的毛刺方面非常有用。高分辨率模式计算每个采集间隔所有取样值的平均值。该模式也只能用于实时、非内插取样。高分辨率模式提供了较高分辨率、较低带宽的波形。包络模式在所有采集中查找最高和最低记录点。包络模式对每个单独的采集使用峰值检测。平均模式计算用户指定的采集数的每个记录点的平均值。平均模式对每个单独的采集都使用取样模式。使用平均模式可以减少随机噪声。采样模式垂直分辨率垂直标度是80 V/格。10格
发表于 2020-03-09
示波器测试测量中取样方式的选择
小广播
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved