很多人看到今天的題目中的CSI，大感驚訝，難道我們DesignSpark的極客宅男Frank要講美劇CSI，當(dāng)然Frank也看CSI，但是這CSI并不是電視劇中的CSI而是我們Raspberry PI板子上的來自MIPI聯(lián)盟的CSI和DPI接口，接下來，F(xiàn)rank就從MIPI聯(lián)盟講起，為大家一同介紹CSI和DSI接口的作用和定義。

對于現(xiàn)代的智能手機(jī)來說，其內(nèi)部要塞入太多各種不同接口的設(shè)備，給手機(jī)的設(shè)計(jì) 和元器件選擇帶來很大的難度。下圖是一個智能手機(jī)的例子，我們可以看到其內(nèi)部存儲、顯示、攝像、聲音等內(nèi)部接口都是各不相同的。即使以攝像頭接口來說，不 同的攝像頭模組廠商也可能會使用不同的接口形式，這給手機(jī)廠商設(shè)計(jì)手機(jī)和選擇器件帶來了很大的難度。

MIPI是一個比較新的標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)范也在不斷修改和改進(jìn)，目前比較成熟的接口應(yīng)用有DSI(顯示接口)和CSI（攝像頭接口）。CSI/DSI分別是指其承載的是針對Camera或Display應(yīng)用，都有復(fù)雜的協(xié)議結(jié)構(gòu)。以DSI為例，其協(xié)議層結(jié)構(gòu)如下：

CSI/DSI的物理層（Phy Layer）由專門的WorkGroup負(fù)責(zé)制定，其目前的標(biāo)準(zhǔn)是D-PHY。D-PHY采用1對源同步的差分時鐘和1～4對差分?jǐn)?shù)據(jù)線來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸采用DDR方式，即在時鐘的上下邊沿都有數(shù)據(jù)傳輸。

D- PHY的物理層支持HS(High Speed)和LP(Low Power)兩種工作模式。HS模式下采用低壓差分信號，功耗較大，但是可以傳輸很高的數(shù)據(jù)速率（數(shù)據(jù)速率為80M～1Gbps）； LP模式下采用單端信號，數(shù)據(jù)速率很低（<10Mbps），但是相應(yīng)的功耗也很低。兩種模式的結(jié)合保證了MIPI總線在需要傳輸大量數(shù)據(jù)（如圖像） 時可以高速傳輸，而在不需要大數(shù)據(jù)量傳輸時又能夠減少功耗。下圖是用示波器捕獲的MIPI信號，可以清楚地看到HS和LP信號。

MIPI聯(lián)盟

MIPI聯(lián)盟（移動行業(yè)處理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的縮寫。MIPI聯(lián)盟是一個開放的會員制組織。2003年7月，由美國德州儀器（TI）、意法半導(dǎo)體（ST）、英國ARM和芬蘭諾基亞（Nokia）4家公司共同成立。MIPI聯(lián)盟旨在推進(jìn)手機(jī)應(yīng)用處理器接口的標(biāo)準(zhǔn)化 。

CSI接口

CSI-2是一個單或雙向差分串行界面，包含時鐘和數(shù)據(jù)信號。CSI-2的層次結(jié)構(gòu)：CSI-2由應(yīng)用層、協(xié)議層、物理層組成。

協(xié)議層包含三層：

.象素/字節(jié)打包/解包層，

.LLP(Low Level Protocol)  層，

.LANE管理層；

物理層規(guī)范了傳輸介質(zhì)、電氣特性、IO電路、和同步機(jī)制,物理層遵守MIPI Alliance Standard for D-PHY，D-PHY為MIPI各個工作組共用標(biāo)準(zhǔn)；所有的CSI-2接收器和發(fā)射器必須支持連續(xù)的時鐘，可以選擇支持不連續(xù)時鐘；連續(xù)時鐘模式時，數(shù)據(jù)包之間時鐘線保持HS模式，非連續(xù)時鐘模式時，數(shù)據(jù)包之間時鐘線保持LP11狀態(tài)。

該組織結(jié)集了業(yè)界老牌的軟硬件廠商包括最大的手機(jī)芯片廠商TI、影音多媒體芯片領(lǐng)導(dǎo)廠商意法、全球手機(jī)巨頭諾基亞以及處理器內(nèi)核領(lǐng)導(dǎo)廠商ARM、還有手機(jī)操作系統(tǒng)鼻祖Symbian。隨著飛思卡爾、英特爾、三星和愛立信等重量級廠商的加入，MIPI也逐漸被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織所認(rèn)可 。

DSI接口

國際移動行業(yè)處理器(MIPI)聯(lián)盟日前正式發(fā)布了針對移動電話的顯示器串行接口規(guī)范(Display Serial Interface Specification，DSI)。DSI基于MIPI的高速、低功率可擴(kuò)展串行互聯(lián)的D-PHY物理層規(guī)范?；赟LVS的物理層支持高達(dá)1Gbps的數(shù)據(jù)速率，同時產(chǎn)生極小的噪聲。

基于核心D-PHY技術(shù)，DSI增加了功能以滿足移動設(shè)備顯示子系統(tǒng)的需要，包括低功率模式、雙向通信、16、18和24位像素的本國語言支持，并具備單一接口驅(qū)動4塊顯示屏的能力，以及對緩沖和非緩沖面板的支持。

MIPI顯示器工作組主席Dick Lawrence在一份聲明中稱，“這一標(biāo)準(zhǔn)給從簡單的低端設(shè)備、到高復(fù)雜性的智能電話、再到更大型手持平臺的廣泛移動系統(tǒng)帶給重大好處。移動產(chǎn)業(yè)一直期待著統(tǒng)一到一種開放標(biāo)準(zhǔn)上，而SDI提供了驅(qū)動這一轉(zhuǎn)變的強(qiáng)制性技術(shù)。

總結(jié)

串行接口一般采用差分結(jié)構(gòu)，利用幾百mV的差分信號，在收發(fā)端之間傳送數(shù)據(jù)。串行比并行相比：更節(jié)省PCB板的布線面積，增強(qiáng)空間利用率；差分信號增強(qiáng)了自身的EMI抗干擾能力，同時減少了對其他信號的干擾；低的電壓擺幅可以做到更高的速度，更小的功耗；

但是我們也要同時看到，MIPI 還是一個正在發(fā)展的規(guī)范，其未來的改進(jìn)方向包括采用更高速的嵌入式時鐘的M-PHY作為物理層、CSI/DSI向更高版本發(fā)展、完善基帶和射頻芯片間的 DigRF V4接口、定義高速存儲接口UFS等。當(dāng)然，MIPI能否最終成功，還取決于市場的選擇。