xapp894-d-phy-solutions_中英文对照版_2025年.pdf

移动行业处理器接口（MIPI）是由MIPI联盟推广的串行通信接口规范。MIPI联盟是一个由移动设备制造商、软件提供商、半导体公司以及其他硬件厂商组成的国际联盟，旨在创建、推广并维护移动设备内部组件之间串行通信的开放标准。MIPI标准为摄像头和显示器提供了一种标准的连接介质，这些介质被称为摄像头串行接口（CSI）和显示器串行接口（DSI）。这些接口让摄像头和显示器组件能够以标准化的方式与移动设备的处理器或其他电路进行通信，使得不同厂商生产的组件能够兼容并有效地协同工作。 MIPI的CSI和DSI接口标准都采用了被称为D-PHY的PHY规范。D-PHY是MIPI联盟制定的一套物理层标准，用于实现高速、低成本的串行通信。它不仅为数据传输提供了高速通道，还能够在较低的功耗下维持稳定的通信。D-PHY是专为移动设备内部组件之间的通信互连而设计，使得摄像头、显示屏以及其他移动设备组件能够通过一条高速串行通道相互连接。 FPGA（现场可编程门阵列）技术尚未有原生支持D-PHY I/O（输入/输出）的能力。因此，在FPGA上实现与MIPI标准兼容的摄像头和显示器的连接，需要采用外部分立元件来实现D-PHY硬件规范。这意味着，FPGA开发人员需要在FPGA通道侧外使用诸如高速串行收发器（SerDes）、逻辑元件、电源管理和接口控制逻辑等分立元件来构建D-PHY接口。 为了方便理解，文档中提供了一个示意图（图1），展示了如何在FPGA内部实现作为D-PHY通道控制逻辑的设计。在图中可以清晰地看到不同模块之间的数据和控制信号流。例如，数据输入模块将数据进行编码处理，然后传递给高速序列化器。高速序列化器进一步将编码后的数据进行串行化处理，以便于通过高速差分通道传输。在接收端，高速反序列化器将串行数据恢复为原始编码数据，然后由接收逻辑模块进行解码处理。此外，低功耗信号电平处理、时钟信号的生成与同步以及电源管理都是实现D-PHY规范的关键组成部分。 在FPGA上实现D-PHY规范的挑战，包括在高速信号处理、精确时序控制以及电源管理等方面进行细致设计，以满足D-PHY物理层规范的要求。设计者需要考虑到信号完整性、串扰、电磁兼容性（EMC）等问题，并且需要与FPGA硬件的物理特性相结合，以确保设计的可靠性与效率。 对于FPGA而言，即使当前的技术还没有能够原生支持D-PHY接口，但随着技术的进步，将有越来越多的FPGA产品集成了更多的高速串行收发器，减少了外部元件的需要，从而简化了设计流程并降低了整个系统的成本。同时，随着FPGA厂商对高性能、高集成度和易用性需求的不断响应，未来支持D-PHY规范的FPGA产品将会逐渐增多，将有助于推动移动和嵌入式系统设计的创新发展。