【摘要】：MIPI接口(Mobile Industry Processor Interface,移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理接口)是由MIPI聯(lián)盟發(fā)起的為設(shè)計(jì)和推廣硬件和軟件接口,來(lái)簡(jiǎn)化設(shè)備內(nèi)置組件的集成,提高移動(dòng)設(shè)備的兼容性,具有低功耗、高數(shù)據(jù)傳輸速率的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)和平板電腦中,是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文研究一種應(yīng)用于AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片的MIPI高速接口電路,包含一個(gè)時(shí)鐘通道和四個(gè)數(shù)據(jù)通道。每個(gè)通道包含高速數(shù)據(jù)傳輸和低功耗的指令傳輸,高速接收模塊的每條數(shù)據(jù)通道速度可達(dá)1GHZ,四通道同時(shí)工作時(shí)可達(dá)4GHZ,高速模式和低功耗模式可以根據(jù)需求自由轉(zhuǎn)換,達(dá)到速度和功耗的折衷。本文從MIPI協(xié)議的整體架構(gòu)開始,介紹了MIPI的四個(gè)層次,并重點(diǎn)研究和設(shè)計(jì)了物理層關(guān)鍵電路,包括高速接收模塊、偏置電路模塊、低功耗接收模塊等。其中高速比較器采用改進(jìn)的電流增益自舉放大器在保證帶寬的前提下來(lái)提高比較器的增益,并采用校準(zhǔn)電路保證高速比較器的精度。出于減小功耗的目的,高速接收模塊只有在傳輸高速數(shù)據(jù)的時(shí)候才會(huì)開啟,低功耗接收模塊在接收指令時(shí)即開始工作。低功耗接收電路采用遲滯比較器的結(jié)構(gòu),達(dá)到濾除噪聲的作用。SRAM的讀寫速度也會(huì)限制MIPI接口的速度,直接影響到顯示圖像的刷新速度和顯示質(zhì)量。因此本文研究和設(shè)計(jì)一種高速度、低功耗的SRAM電路的關(guān)鍵電路,包括存儲(chǔ)單元、靈敏放大器、預(yù)充電路及讀寫控制電路等。本文設(shè)計(jì)的SRAM中4個(gè)存儲(chǔ)單元為一組,由一個(gè)讀寫控制電路來(lái)控制存儲(chǔ)器的讀寫,以減少芯片面積,降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度。同時(shí)為了較快的充電速度,采用動(dòng)態(tài)預(yù)充電路;為了數(shù)據(jù)的讀寫速度,采用鎖存型靈敏放大器。本文基于UMC80nm的工藝,利用Cadence公司的Spectre軟件對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果顯示高速比較器的精度為5mV,傳輸延時(shí)為328.5ps,滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)高速接收模塊進(jìn)行后仿單通道可實(shí)現(xiàn)1GHZ的傳輸速度,表明本文設(shè)計(jì)的MIPI電路能達(dá)到單通道1GHZ和低功耗20MHZ的數(shù)據(jù)傳輸速度,并且可以實(shí)現(xiàn)按需進(jìn)行高速模式和低功耗模式的轉(zhuǎn)換,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
【圖文】：

DCS 協(xié)議定義了符合 MIPI 協(xié)議的顯示設(shè)備支持的所有指令，包括和參數(shù)，其指令都是 8bit 后接若干字節(jié)的指令參數(shù)，并且不利于體設(shè)備接口，是一個(gè)抽象化的接口描述。無(wú)特殊獨(dú)立指令的情況DPI 以及 DBI 等協(xié)議都必須支持 DCS 的指令[12]。本論文設(shè)計(jì)的接口電路是按照 MIPI-DSI 協(xié)議規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)的構(gòu)如圖 2.1 所示，包括應(yīng)用層、協(xié)議層、通道管理層、物理層。本 MIPI-DSI 接口電路的功能主要包括接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，其工作原理是送過(guò)來(lái)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和打包操作，進(jìn)而傳送到物理層進(jìn)行的過(guò)程。

數(shù)據(jù)通道傳輸?shù)氖歉咚贁?shù)據(jù)既可以是單向的也可以是雙向的。由圖2.2 所示，每個(gè)通道和都只有兩條總線，相比于并行接口其總線的面積及復(fù)雜度大大降低。本文設(shè)計(jì)的 MIPI 接口電路有四種工作模式，包括高速接收模式、低功耗接收模式、超低功耗模式及低功耗發(fā)送模式，本文主要介紹了高速接收模式、低功耗接收模式及超低功耗模式，其中高速模式是傳輸高速數(shù)據(jù)的，低功耗模式時(shí)用來(lái)傳輸指令的，，通過(guò)這種傳輸方式大大減小了傳輸時(shí)的功耗[17]。物理層模塊屬于數(shù)�；旌想娐罚M部分主要包括高速接收模塊（HSRX）、高速發(fā)送模塊（HSTX）、低功耗接收模塊（LPRX）、低功耗發(fā)送模塊（LPTX）以及偏置電路（BIAS）等。在 MIPI 接口工作時(shí)，四種模塊只有一種是正常工作的，例如當(dāng)高速接收模塊正常工作時(shí)，即在傳輸高速數(shù)據(jù)時(shí)，低功耗接收模塊、低功耗發(fā)送模塊均不能工作，以防數(shù)據(jù)的誤傳同時(shí)也可以減少功耗。每個(gè)模塊都有使能信號(hào)，控制該模塊的開啟或者關(guān)斷。數(shù)字部分主要包括通道控制和接口邏輯，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換以及時(shí)鐘通道和數(shù)據(jù)通道的控制等功能。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP334.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2698797