MIPI DPHY调试记录
1. 系统框架
MIPI接口在系统的实现如上图所示，MIPI DPHY提供了4 Lane的Rx接口，由Sensor提供Clock，并通过四条数据Lane输入图像数据。DPHY与CSI-2 Host Contrller之间通过PPI（PHY-Protocol Interface）相连，该接口包括了控制，数据，时钟等多条信号。CSI-2 Host Contrller通过PPI接口收到数据后进行解析，完成后通过IDI(Image Data Interface)或者IPI(Image Pixel Interface)输出到SoC的其他模块(ISP)；同时SoC通过APB Slave总线控制CSI-2 Host Contrller的相关寄存器。
2. 功能IP
下面两表描述了系统使用的CSI-2 Controller与DPHY，以及与CSI对接的ISP相关的部分性能参数：
（1）Synopsys CSI-2 Controller
IDI(Image Data Interface )接口:
- 输出CSI-2 规格书中推荐的32位或者64位的图像格式；
- 提供水平或竖直方向的精确视频同步信号；
- 提供CSI-2 Data Type (DT) 和 Virtual Channel (VC)的相关信息；
IPI(Image Pixel Interface)接口:
- 48 位并行输出，提供像素时钟同步信号；
- 提供水平或竖直方向的精确视频同步信号；
（2）Synopsys DPHY
PPI(Phy Protocal Interface)接口:
- 根据DPHY规格书定义的PPI接口；
（3）Om ISP
3. DPHY输入
MIPI DPHY采用1对源同步的差分时钟和1～4对差分数据链路来进行数据传输，数据传输采用DDR方式，即在时钟的上下边沿都有数据传输；根据Sensor不同的输出链路数量，接收端可以配置1到4条输入链路；数据链路越多，图像数据传输速度也就越快，多通道发送实现如上图所示，接收端与其类似，从不同通道接收的数据加以合并最后形成完整的数据流。
DPHY支持HS(High Speed)和LP(Low Power)两种工作模式。HS模式下采用低压差分信号，功耗较大，但是可以传输很高的数据速率（数据速率为80M～1.5Gbps）； LP模式下采用单端信号，数据速率很低（<10Mbps），但是相应的功耗也很低。两种模式的结合保证了MIPI总线在需要传输大量数据（如图像）时可以高速传输，而在不需要大数据量传输时又能够减少功耗。
如上图所示，在正常的操作模式下，数据通道处于高速模式或者控制模式。在高速模式下，通道状态是差分的0或者1，也就是数据链路P比N高时，定义为1，P比N低时，定义为0，此时典型的线上电压为差分200MV；在控制模式下，高电平典型幅值为1.2V，此时P和N上的信号不是差分信号而是相互独立的，当P为1.2V，N也为1.2V时，MIPI协议定义状态为LP11，同理，当P为1.2V，N为0V时，定义状态为LP10，依此类推，控制模式下可以组成LP11，LP10，LP01，LP00四个不同的状态（一般使用default lane）；MIPI协议规定控制模式4个不同状态组成的不同时序代表着将要进入或者退出高速模式等；比如LP11-LP01-LP00序列后，进入高速模式。
4. DPHY状态切换
上图说明了物理层工作模式的切换流程：
No Power:
当Phy没有任何电源时处于No Power模式，将Phy进行上电即能离开该模式，通常由SoC的PMU提供，推荐上电时序是先上电核心电压（VDD）然后I/O电压（AVDD）。
Shutdown:
Shutdown模式是最低电源消耗模式，RSTZ 和 SHUTDOWNZ 被拉低，此时模拟电路部分被禁止，数字部分被复位，主要消耗来自模拟电路的待机电流与数字部分的漏电流。在该模式下，DATAN/DATAP 和 CLKN/CLKP都处于高阻态，但是可以通过TESTCLR/TESTDIN信号进行hsfreqrange频率的配置。
AFE初始化：
AFE初始化即Analog Front End(模拟前端)初始化，其主要步骤包括：
配置DPHY频率等参数
使能Lane N
设置DPHY SHUTDOWNZ=1'b1
设置RSTZ 1'b0 –> 1’b1重置DPHY
设置CSI2_RESETN 1'b0 –> 1’b1重置Controller
通过读取PHY_STOPSTATE等待STOPSTATECLK和STOPSTATEDATA_N信号；
Control Mode:
AFE初始化结束PHY即进入Control模式，等待RX LP信号的请求，根据请求信号的不同进入High-Speed模式或者Escape模式。
High—Speed模式：
在Control模式下收到LP-11, LP-01, LP-00信号后进入High-Speed模式，该模式下收到LP-11信号后退出回到Control模式，High-Speed模式是MIPI接口用于高速数据传输的主要模式。
Escape模式：
在Control模式下收到LP-11, LP-10, LP-00, LP-01, LP-00信号后进入Escape模式，该模式下收到LP-11信号后退出回到Control模式。Escape模式是一种特殊的模式，它通过Date Lane进行低速低功耗异步通信，通过接收命令进入以下三个模式
Low-Power Data Reception (LPDR)：用于低速数据接收；(8'b11100001)
Remote Trigger：此模式允许协议层在发送端请求时向接收方发送一个标志；（8'b01100010）
Ultra Low Power State (ULPS)：除了Shutdown模式外此模式为最低功耗模式；(8'b00011110)
Mipi-csi 协议不使用escape模式
5.DPHY输出
DPHY通过PPI接口输出，PPI接口主要分成四部分，分别为
（1） Data: 用于传输HS/LP模式下数据；
（2） Clock: 用于传输数据时钟控制；
（3） Interface Control: 接口控制，如Shutdown信号；
（4） Error Signal: 用于传输错误信号；
除此之外还几个用于实现Synopsys专用命令控制的TEST信号。
Interface Control:
SHUTDOWNZ:
用于关闭DPHY的信号；
ENABLE_N:
用于使能第N条Lane的信号；
RSTZ:
用于Reset DPHY的信号；
Clock
STOPSTATEDATA_N:
用于指示第N条Lane处于停止状态；
RXBYTECLKHS
High-Speed数据接收时钟（Byte为单位），即用于PPI接口图像数据的同步时钟；
STOPSTATECLK
用于指示时钟通道处于停止状态；
RXULPSCLKNOT
用于指示时钟通道处于ULP(Ultra Low Power)模式；
RXCLKACTIVEHS
用于指示时钟通道处于高速数据接收状态；
Data
RXDATAHS_N[7:0]
高速模式下数据传输线，在RXBYTECLKHS的上升沿被传输；
RXACTIVEHS_N
用于指示当前处于高速数据接收状态；
RXVALIDHS_N
用于指示当前正在接收有效的数据（从Phy层到协议层）；
ERRSOTHS_N
用于指示高速数据传输时发生SoT(Start of Transmission)错误，但是信号仍然可以被同步；每个RXBYTECLKHS周期检测一次；
ERRSOTSYNCHS_N
用于指示高速数据传输时发生SoT(Start of Transmission)错误，信号也无法被同步；每个RXBYTECLKHS周期检测一次；
ERRESC_N
用于指示Escape模式进入错误，会一直保持错误状态直至返回停止状态；
TEST信号
TESTDIN[7:0]
Vendor专用数据输入信号
TESTDOUT[7:0]
Vendor专用数据输出信号
TESTCLK
Vendor专用信号时钟
TESTEN
Vendor专用信号使能
TESTCLR
Vendor专用信号清除
6.调试记录
（1）数据Lane序号对应PPI接口中的序号N，例如数据Lane0对应的输出数据线为RXDATAHS_0[7:0]；
(2) MIPI DPHY使用DDR（Double Date Rate）时钟,即上升沿和下降沿都能传输数据，所以一个时钟周期传输2bit;
(3) 假设clk lane频率为200Mhz, 那么数据lane的bit clk = 200*2 = 400Mbps; 对应的RXBYTECLKHS字节时钟为400/8=50MBps;
(4) 每个数据Lane对应的PPI都有8根数据线（RXDATAHS_N[7:0]，如果配置为1条Lane，则每个RXBYTECLKHS时钟周期传输1个Byte; 如果配置为2条Lane，则每个RXBYTECLKHS时钟周期传输2个Byte;如果配置为4条Lane，则每个RXBYTECLKHS时钟周期传输4个Byte;
