【技術(shù)分享專欄】MIPI接口與LVDS接口有何區(qū)別？

「Model系列」芯片是針對(duì)工業(yè)、行業(yè)以及車載產(chǎn)品市場(chǎng)推出的系列HMI芯片，主要應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、智能終端HMI、車載儀表盤、兩輪車彩屏儀表、串口屏、智能中控、智能家居、充電樁顯示屏、儲(chǔ)能顯示屏、工業(yè)觸摸屏等領(lǐng)域。此系列具有高性能、低成本的特點(diǎn)，支持工業(yè)寬溫、2D加速、PNG解碼、JPEG編解碼引擎及屏幕高達(dá)60FPS的刷新，RS485\CAN\串口\網(wǎng)口等豐富靈活的接口以及SDK軟硬件開源。目前主流芯片型號(hào)有Model3C、Model3A、Model3及Model4等，已在智能商顯、智能車載中控儀表、工業(yè)控制、工業(yè)PLC、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、HMI人機(jī)交互等終端上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，獲得了客戶廣泛的認(rèn)可和信賴。

在液晶顯示技術(shù)快速發(fā)展的今天，MIPI、LVDS、RGB接口作為重要的顯示接口標(biāo)準(zhǔn)，各自具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景。啟明智顯HMI芯片Model3、Model4同時(shí)支持MIPI、LVDS、RGB等多種屏幕接口，憑借其高效能、低成本的優(yōu)勢(shì)，成功實(shí)現(xiàn)了消費(fèi)級(jí)親民價(jià)，滿足用戶的高性價(jià)比需求，已然在智能商顯、工業(yè)控制、醫(yī)療健康等多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。

Model3、Model4所支持的屏幕接口中，MIPI和LVDS的物理接線是一樣的，主要信號(hào)成分都是5組差分對(duì)，那他們之間有什么區(qū)別呢？今天，小編便為大家講解MIPI接口與LVDS接口的關(guān)聯(lián)。

一、MIPI接口

MIPI（Mobile Industry Processor Interface）移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口是2003年由ARM、Nokia、ST、TI等公司成立的一個(gè)聯(lián)盟，目的是把手機(jī)內(nèi)部的接口如攝像頭、顯示屏接口、射頻/基帶接口等標(biāo)準(zhǔn)化，從而減少手機(jī)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和增加設(shè)計(jì)靈活性。

MIPI接口的優(yōu)點(diǎn)也很明晰：

• 系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠：MIPI的通信方式是使用串行通信傳輸數(shù)據(jù)，可以大大減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的線路數(shù)量，從而使得系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單和可靠；
• 抵消噪聲和干擾：MIPI接口使用的是差分信號(hào)傳輸，每個(gè)信號(hào)都有一個(gè)相反的信號(hào)與之對(duì)應(yīng)，因此可以有效抵消噪聲和干擾；
• 節(jié)省成本與空間：MIPI接口的通信方式支持多路復(fù)用，多個(gè)設(shè)備可以共享同一個(gè)接口，可以節(jié)省系統(tǒng)成本和空間；
• 低功耗：MIPI可以通過降低傳輸速率和電壓來降低功耗，并且它支持多種電源管理模式，可以在設(shè)備不使用時(shí)自動(dòng)進(jìn)入低功耗模式，延遲電池壽命。

由于MIPI接口是專門為移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行的優(yōu)化，所以它更適合手機(jī)和智能平板的連接。目前，MIPI接口在移動(dòng)設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，包括智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、數(shù)字相機(jī)、車載娛樂系統(tǒng)等。MIPI接口可以用于傳輸攝像頭圖像、觸摸屏輸入、音頻和視頻傳輸等。

后來，因?yàn)镸IPI在移動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用范圍太廣，各種外圍設(shè)備都可以用其進(jìn)行傳輸信息，所以MIPI聯(lián)盟給不同的外設(shè)接口定義了版本名。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）。下文我們主要介紹MIPI-DSI接口。

MIPI-DSI：

MIPI-DSI是MIPI標(biāo)準(zhǔn)的一種。它是一種應(yīng)用于顯示技術(shù)的串行接口，兼容DPI(顯示像素接口，Display Pixel Interface)、DBI(顯示總線接口，Display Bus Interface)和DCS(顯示命令集，Display Command Set)，以串行的方式發(fā)送像素信息或指令給外設(shè)，而且從外設(shè)中讀取狀態(tài)信息或像素信息，而且在傳輸?shù)倪^程中享有自己獨(dú)立的通信協(xié)議，包括數(shù)據(jù)包格式和糾錯(cuò)檢錯(cuò)機(jī)制。

MIPI-DSI具備高速模式和低速模式兩種工作模式，全部數(shù)據(jù)通道都可以用于單向的高速傳輸，但只有第一個(gè)數(shù)據(jù)通道才可用于低速雙向傳輸，從屬端的狀態(tài)信息、像素等格式通過該數(shù)據(jù)通道返回。時(shí)鐘通道專用于在高速傳輸數(shù)據(jù)的過程中傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)。此外，一個(gè)主機(jī)端可允許同時(shí)與多個(gè)從屬端進(jìn)行通信。

二、LVDS接口

LVDS（Low Voltage Differential Signaling）即低壓差分信號(hào)傳輸，是一種滿足當(dāng)今高性能數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的新型技術(shù)。由于其可使系統(tǒng)供電電壓低至 2V，因此它還能滿足未來應(yīng)用的需要。

LVDS 技術(shù)擁有 330mV 的低壓差分信號(hào) （250mV MIN and 450mV MAX） 和快速過渡時(shí)間。這可以讓產(chǎn)品達(dá)到自 100 Mbps 至超過 1 Gbps 的高數(shù)據(jù)速率。此外，這種低壓擺幅可以降低功耗消散，同時(shí)具備差分傳輸的優(yōu)點(diǎn)。

LVDS 技術(shù)用于簡(jiǎn)單的線路驅(qū)動(dòng)器和接收器物理層器件以及比較復(fù)雜的接口通信芯片組。通道鏈路芯片組多路復(fù)用和解多路復(fù)用慢速 TTL 信號(hào)線路以提供窄式高速低功耗 LVDS 接口。這些芯片組可以大幅節(jié)省系統(tǒng)的電纜和連接器成本，并且可以減少連接器所占面積所需的物理空間。

三、兩者聯(lián)系

MIPI接口與LVDS接口的區(qū)別可以總結(jié)為以下兩點(diǎn)：

• LVDS接口只用于傳輸視頻數(shù)據(jù)，MIPI DSI不僅能夠傳輸視頻數(shù)據(jù)，還能傳輸控制指令；
• LVDS接口主要是將RGB TTL信號(hào)按照SPWG/JEIDA格式轉(zhuǎn)換成LVDS信號(hào)進(jìn)行傳輸，MIPI DSI接口則按照特定的握手順序和指令規(guī)則傳輸屏幕控制所需的視頻數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。

從傳輸?shù)膬?nèi)容我們可以直觀的看到兩種接口的區(qū)別，具體的傳輸內(nèi)容如下：

上圖中，slot0到slot6表示時(shí)鐘周期，CHx_DATA0到CHx_DATA3分別表示數(shù)據(jù)差分對(duì)1到4組，而后面跟著的G0等視頻幀就是數(shù)據(jù)。

（一個(gè)SP或者LgP的展開圖）

（一個(gè)SP或者LgP的展開圖）

通道里面按需要以短包（SP）或者長(zhǎng)包（LgP）的形式傳送數(shù)據(jù)。在此就能看出LVDS接口和MIPI DSI接口物理介質(zhì)同是差分線對(duì)，但是傳輸?shù)膬?nèi)容確實(shí)完全不同的。

4通道數(shù)據(jù)通道分配示意圖如下：

數(shù)據(jù)順序有同時(shí)結(jié)束和不同時(shí)結(jié)束兩種模式（下圖以雙通道為例）：

總結(jié)

啟明智顯Model3、Model4芯片支持RGB、LVDS、MIPI等多種屏幕接口，其中LVDS 和MIPI的物理接線是一樣的，都是5組差分對(duì)，但是傳輸?shù)膬?nèi)容是不一樣的，即軟件的報(bào)文格式不一樣。LVDS接口信號(hào)類型是LVDS信號(hào)（低電壓差分對(duì)），信號(hào)的內(nèi)容是RGB數(shù)據(jù)還有行場(chǎng)同步和時(shí)鐘；MIPI DSI接口信號(hào)類型是LVDS信號(hào)，信號(hào)的內(nèi)容是視頻流數(shù)據(jù)和控制指令。