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Industry Processor Interface ---MIPI
D-PHY--主要用于处理器与相机和显示器间的资料传输，
M-PHY---主要用于更广泛的周边应用，有助开发人员克服行动装置内部各种介面设计挑战。
在以往电脑上广泛应用的低电压差动讯号传输(LVDS)介面，采用差动讯号传输，最高资料传输率可达655Mbit/s，在现今资料大量传输时已不敷使用，且要在手持式装置的小空间内纳入LVDS排线也是件难事。幸好，MIPI D-PHY提供问题的解决契机，无论镜头模组或显示介面传输，都可藉由CSI与DSI达到高速资料传特色，并藉由切换低功耗与高传输速率模式，达到更低功耗的效果。
MIPI D-PHY架构剖析
MIPI D-PHY架构主要是一对时脉通道(Clock Lane)，像是双倍资料率同步动态随机存取记忆体(DDR)的双缘(Dual Edge)做资料传输；传输讯号时至少一对数据通道(Data Lane)，最多可支援四对数据通道，标准讯号包含低功耗信令(Low Power(LP) Signaling)与高速信令(High Speed(HS) Signaling)，前者负责传送晶片至镜头或LCD的指令，后者主要负责资料高速传输，其在资料接收、发射期间可支援单向或是半双工模式；
电气特性上，低功耗摆幅(Low Power Swing)位准约为1.2伏特(V)的单端讯号，而高速摆幅(High Speed Swing)位准约为200毫伏特(mV)的差动讯号，如图2所示。
图2 LP Signaling与HS Signaling
MIPI D-PHY一般传输模式是接收端藉由发射端的数据通道位准，决定各个通道的工作状态，接收端侦测到LP-11、LP-01、LP-00的状态发生后，就会进到HS Mode做资料传输的动作，直到接收端侦测到LP-11才停止HS资料传输，如图3所示。
图3 高速资料传输
资料高速传输时，速度可由80Mbit/s到最高1.5Gbit/s，以提供不同需求的传输量，当然，实际上看到的标准MIPI D-PHY讯号就会像是示波器上的截图，如图4左，有着上述LP和HS的切换，而图4右却不同，该图讯号在1.2伏特的Level上下震荡，表示可以支援在LP模式下传输指令，称为Escape Mode。
图4 HS Data传输和LP Data传输示波器截图
数据通道进入Escape Mode前，接收端会侦测到LP-11、LP-10、LP-00、LP-01、LP-00，如图5，接着才开始以8位元的Entry指令来表示系统中相关的各个动作，在这个模式下运作的数据通道就不是以时脉通道的动作做为依据，而是将正、负数据通道做互斥或运算，做为此模式下的时脉，不再依赖原本的时脉通道传输数据。
图5 Escape Mode的Entry Command动作
[@B]M-PHY满足未来应用需求[@C] M-PHY满足未来应用需求
D-PHY架构足以应付目前大部分行动式智慧型产品需求。针对未来趋势，MIPI也顺势推出M-PHY，满足更多周边介面传输与内部讯号整合需求。MIPI M-PHY架构主要分为Type I和Type II二种模组(Module)，区别方式是LS-Mode(Low Speed)时所使用的讯号架构，以Type I为例，讯号传输模式使用的是脉宽调变(PWM)讯号做为传输基础，如图6。
图6 PWM讯号示意图
讯号的逻辑1就是差动正电压(DIF-P)的维持时间大于差动负电压(DIF-N)，简称为PWM-b1，相反的情况就称为PWM-b0，从讯号示意图中的逻辑1、0可观察到，PWM其实已内含时脉。若以资料量区别，一共八种传输速度，速率从0.01Mbit/s?576Mbit/s，以图7列举则一目了然。
图7 MIPI M-PHY Module在Type I和 Type II的传输示意图
而Type II Module以不归零(Non-Return-to-zero, NRZ)编码做为讯号传输方式，M-PHY将这样方式表示为SYS。以图8来看，当传输bit 1时就用正脉波表示，传bit 0时就以负脉波表示，并没有振幅大小为零的部分，如此的编码方式本身不具备时脉，也就意味着Type II须供给时脉做为同步与资料复原的用途。
图8 NRZ Encoding示意图
Type I、II二种模组都支援LS-Mode，只取决于讯号是使用PWM或SYS做为传输方式而已，通常M-PHY是以Gear分出速度的等级，以Type I而言，预设传输速度是落在3?9Mbit/s区间的PWM-G1，向上以两倍的传输速度增加，以此类推PWM-G2就会是6? 18Mbit/s，一直到PWM-G7是192?576Mbit/s，也有比预设值低的PWM-G0。
Type I、II模组也支援HS-Mode (High Speed)传输，而资料传输速度就大幅提升到Gbit/s等级，在此只分为二种类别--RATE A、RATE B，两者速度大约相差15%左右。Type I、II模组在RATE A的速度由低至高为1.248Gbit/s(HS-G1a)、2.496Gbit/s(HS-G2a)和4.992Gbit/s(HS-G3a)，而RATE B就是1.4576Gbit/s(HS-G1b)、2.9152Gbit/s(HS-G2b)和5.8304Gbit/s(HS-G3b)的资料传输速度(图7)。
不过M-PHY如何进入HS-Mode？为简化说明，不赘述图9中参数细节，本文引用MIPI M-PHY规范中的Type II传送端状态图，Type I会有部分不尽相同；其中就几个状态做说明，STALL是在HS-Mode下的省电状态(Power Saving State)，休眠(Sleep)状态是LS-Mode下的省电状态，也是最省电的状态；HIBERN8状态是藉由Configuration和Line的条件状态下，进到极低功耗(Ultra-low Power Consumption)或是一般省电状态，也就是SLEEP或是STALL。
图9 Type II状态图与Line State
由图9可以看到要进到HS-Mode就必须由HIBERN8和SLEEP状态，加上Protocol的改变与Line的变化才会进到HS-Mode，而在STALL下还要满足Line State的条件后再进到HS-BURST做高速资料传输，在Type I Module也是相同，都必须要满足上面提到的条件，才能进到HS-BURST传输，否则就只能在LS-Mode状态下，经由Line State的条件低速传输，而离开HS-BURST和LS-BURST传输的状态也是经由Line State条件改变回到上述省电模式。在这个例子当中，LS-Mode状态下即是使用SYS-BURST(NRZ Signaling)做为资料传输的方式(图8)。
值得一提的是，M-PHY讯号仍旧是四对数据通道，改以全双工传输，在接收端会根据不同终端阻抗值决定讯号电压大小，分为RT(Resistively Terminated)和NT(Not Terminated)，传输时的电压值也分为LA(Large Amplitude)与SA(Small Amplitude)，不再有D-PHY 1.2伏特Low Power部分，对于整体功耗的部份也可以有更好的表现，而HS资料与指令就必须以8b/10b编码方式表示。最后，将上述内容简单总结如表1。
