D-PHY MIPI雙相機/雙顯示屏應用中的模擬開關

　　本文描述如何利用模擬開關，讓原有處理器能夠在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)架構的條件下，輕松與雙相機或雙顯示屏連接，并且在實際應用中通過隔離加載在MIPI總線上的第二個相機(或顯示屏)的傳輸線影響來增強系統(tǒng)性能。此外，模擬開關具有雙向能力，還能夠實現(xiàn)協(xié)處理器到單個相機或顯示屏的多路復用，同時不影響性能。

　　隨著新型概念手機向三屏顯示發(fā)展，模擬開關多路器甚至對更先進的帶2個MIPI端口的處理器也大有益處。因此，了解模擬開關的使用方法及其優(yōu)點將有助于改進或升級移動設備通過原有或下一代處理器而實現(xiàn)的功能。

　　在對開關應用予以深入討論之前，我們簡要總結一下移動設備目前存在的可推動模擬開關運用的一些發(fā)展趨勢。

　　消費者希望盡可能快速高效地訪問信息，比如天氣、時間、股票行情、短信等——不論他們的手機電池狀態(tài)如何;而且他們喜歡不必打開手機翻蓋或滑蓋就能夠獲得這些信息。一種尺寸更小的顯示屏(AMOLED或E-ink)無需頻繁使用主觸摸屏即可提供這種功能，而主觸摸屏常常被留做瀏覽、視頻會議、音樂和應用程序控制等應用。模擬開關就可以支持這類多路復用。

　　對于雙相機應用，作為消費者，我們希望能夠隨時抓拍到那些自然可愛的鏡頭，并把它們放在“圖像”(或視頻中)，我們可以選擇帶有一個12MP高清相機和一個5MP相機的手機。在社交網(wǎng)絡方面，你也許希望未來手機的功能組合里包含支持3G技術的視頻會議功能(網(wǎng)絡攝像)。模擬開關能夠多路復用和隔離相機的數(shù)據(jù)路徑，從而提高兩個相機之間電氣接口的穩(wěn)健性。

　　那么，模擬開關是如何適用于MIPI架構的呢?模擬開關可被視為一個媒體通道，作為傳輸線互連結構(TLIS)的一部分(圖1A)，或MIPI發(fā)射器的一部分(圖1B)。實際中，兩者是一回事，但從模擬開關互操作性的角度來看，最好視之為TLIS的一部分，以準確確定其S參數(shù)特性。因為若把它視為發(fā)射器的一部分，則需進行D-PHY發(fā)射器一致性測試以確保互操作性。

　　圖1A 模擬開關作為TLIS(媒體通道)的一部分

　　圖1B 模擬開關作為MIPI系統(tǒng)的一部分

　　系統(tǒng)設計人員常常擔心在點到點總線架構中插入一個模擬開關可能會引入插入損耗，導致系統(tǒng)或互操作性故障。最近幾年，隨著在USB環(huán)境中大量使用模擬開關來實現(xiàn)USB連接器上多路復用USB、UART或音頻數(shù)據(jù)，這種顧慮大為減少。對于MIPI架構，也有著同樣的轉變和樂觀前景。

　　模擬開關的RC特性當然必需予以考慮，但更重要的是確保良好的PCB設計，盡量減少不連續(xù)點，并實現(xiàn)阻抗匹配。在采用模擬開關來獲得良好的信號完整性時，需要考慮的因素還有：處理器特性(尤其是IOH/IOL)，柔性電纜和連接器設計，額外的濾波器/ESD器件、端子和總線負載。

　　圖2所示為一個傳統(tǒng)的舊有的雙相機“共享”并行總線架構(高分辨率和低分辨率)及其入射波響應。當信號在處理器和相機模塊之間傳輸時，波形不連續(xù)。而上升或下降邊緣的任何不連續(xù)都將導致無法滿足MIPI互操作性規(guī)范的要求。

　　圖2 雙相機的總線共享架構

　　通過驅動2個同時被供電和端接的MIPI接收端子板(RTB)，可以輕松實現(xiàn)圖2所示的雙相機環(huán)境的驗證。對于這種架構，當系統(tǒng)從低功率(LP)模式向高速(HS)流量模式轉換時，反射將導致邊緣速率的下降。當處于HS模式時，差分信號的振幅和邊緣速率也出現(xiàn)下降，因此致使眼圖關閉。如果兩個RTB中有一個關斷或未端接，這種下降還會更嚴重，使眼圖進一步關閉。