MIPI-DSI中的視頻幀傳輸

DSI是一種高速串行接口，旨在通過將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)斤@示模塊而不將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在設(shè)備中來降低移動(dòng)設(shè)備中顯示子系統(tǒng)的成本。但是，這意味著必須使用正確的時(shí)序信息發(fā)送數(shù)據(jù)。驗(yàn)證MIPI-DSI最重要的方面是與視頻幀傳輸相關(guān)的時(shí)序參數(shù)。我與幾個(gè)VIP用戶一起完成了整個(gè)練習(xí)，并認(rèn)為分享這將很有用，因?yàn)樗鼘⑹蛊渌肆私庖曨l幀傳輸所涉及的復(fù)雜性。

讓我們以888×640分辨率的RGB480視頻幀為例，了解傳輸視頻幀的相關(guān)時(shí)序細(xì)節(jié)。

圖 1：888×640 顯示屏中的 RGB480 視頻格式

在RGB888數(shù)據(jù)格式中，每個(gè)像素有3個(gè)字節(jié)（24位）的信息，每個(gè)分量（R和G和B）有1個(gè)字節(jié)（8位）。在 640×480 分辨率幀中，每行有 640 像素，幀有 480 行。讓我們看看需要與此RGB數(shù)據(jù)一起發(fā)送的時(shí)序信息。

每個(gè)視頻幀應(yīng)具有以下信息（按順序）：

VSYNC （同步信息）

VBP（垂直后門廊計(jì)時(shí)信息）

VACT（活動(dòng)視頻數(shù)據(jù)以及水平后門廊和前門廊定時(shí)）

VFP（垂直前門廊定時(shí)信息）

VSYNC （同步信息）

VSYNC具有同步脈沖的信息。每個(gè)脈沖信息通過發(fā)送垂直同步開始或水平同步開始數(shù)據(jù)包（第一個(gè)脈沖單獨(dú)具有VSS，其余脈沖具有HSS）進(jìn)行傳輸，然后是水平同步活動(dòng)（只不過是一個(gè)消隱數(shù)據(jù)包），水平同步結(jié)束和BLLP（如果時(shí)間允許，可以引入低功耗狀態(tài)，這又是一個(gè)屏蔽數(shù)據(jù)包）， 參見圖 2。此信息針對(duì)每個(gè) VSA（垂直同步活動(dòng)）線路發(fā)送。在簡(jiǎn)化模式下（非突發(fā)/突發(fā)同步事件），主機(jī)只能發(fā)送同步脈沖的啟動(dòng)事件（僅限VSS或HSS），外設(shè)可以在需要時(shí)從收到的同步事件中重新生成同步脈沖。每條VSA線路應(yīng)在tL（線路時(shí)間）范圍內(nèi)，時(shí)序參數(shù)由外設(shè)定義。

在此狀態(tài)下涉及的定時(shí)參數(shù)是tL（線路時(shí)間），tHSA（水平同步活動(dòng)時(shí)間）和BLLP，這些時(shí)序參數(shù)的約束顯示在VACT部分中，因?yàn)檫@些參數(shù)還取決于VACT中的其他參數(shù)（HBP，HACT，HFP）。

VBP（垂直后門廊計(jì)時(shí)信息）

VBP具有垂直后廊定時(shí)的信息。VBP 線路信息通過發(fā)送垂直同步端或水平同步開始（第一行單獨(dú)具有 VSE，其余具有 HSS）數(shù)據(jù)包，然后發(fā)送水平同步活動(dòng)（只不過是消隱數(shù)據(jù)包）、水平同步端和 BLLP（如果時(shí)間允許，可以引入低功耗狀態(tài)，這又是屏蔽數(shù)據(jù)包）來傳達(dá)）， 參見圖 2。此信息將針對(duì)每個(gè) VBP 行發(fā)送。每個(gè) VBP 行都應(yīng)在 tL（行時(shí)間）范圍內(nèi)。

圖2：具有同步脈沖定時(shí)信息的非突發(fā)（來源：DSI 1.1規(guī)范）

此狀態(tài)期間涉及的定時(shí)參數(shù)與 VSA 中的定時(shí)參數(shù)相同，并將在 VACT 中涵蓋，因?yàn)檫@些參數(shù)還取決于 VACT 中的其他參數(shù)（HBP、HACT、HFP）。

VACT（活動(dòng)視頻數(shù)據(jù)以及水平后門廊和前門廊定時(shí)）

VACT具有活動(dòng)視頻數(shù)據(jù)以及水平后廊和水平前廊的信息。每個(gè)VACT行都有以下信息

HSYNC（水平同步信息）：

這與我們?cè)赩SA或VBP中看到的Hsync信息相同。這是由HSS傳達(dá)的，其次是HAS和HSE。同步信息應(yīng)在外設(shè)定義的tHSA定時(shí)參數(shù)范圍內(nèi)。

HBP（水平后門廊計(jì)時(shí)信息）：

這只不過是一個(gè)帶有水平后門定時(shí)信息的空白包。該信息應(yīng)在外設(shè)定義的tHBP時(shí)序參數(shù)范圍內(nèi)。

活動(dòng)線數(shù)據(jù)（在我們的示例中為 RGB888 數(shù)據(jù)）

這是具有24位像素信息的活動(dòng)視頻像素?cái)?shù)據(jù)。每條線路作為一個(gè)長(zhǎng)數(shù)據(jù)包發(fā)送，也可以分成多個(gè)長(zhǎng)數(shù)據(jù)包。但是多條線路不能合并為一個(gè)長(zhǎng)數(shù)據(jù)包，在這種情況下，我們可能無法傳達(dá)第二條線路的 HBP 和 HFP。此信息應(yīng)在外設(shè)定義的 tHACT 定時(shí)參數(shù)范圍內(nèi)。

HFP（水平前門廊定時(shí)信息）

這只不過是一個(gè)帶有水平前廊計(jì)時(shí)信息的空白包。該信息應(yīng)在外設(shè)定義的tHFP定時(shí)參數(shù)范圍內(nèi)。

每行應(yīng)在tL（線路時(shí)間）定時(shí)參數(shù)范圍內(nèi)。在此狀態(tài)下涉及的定時(shí)參數(shù)為tL，tHSA，tHBP，tHACT，tHFP。HSA 應(yīng)在 tHSA 最小和最大范圍內(nèi)。同樣，Line、HBP、HACT、HFP 應(yīng)在相應(yīng)的最小和最大時(shí)序參數(shù)范圍內(nèi)。很難對(duì)實(shí)時(shí)進(jìn)行約束，因此我們建議將時(shí)間轉(zhuǎn)換為字?jǐn)?shù)和字?jǐn)?shù)限制。例如，如果最小 tL 為 tL_MIN，最大 tL 為 tL_MAX則通過將其除以比特率然后除以 8（獲得字節(jié)數(shù) = 字?jǐn)?shù)）來計(jì)算字?jǐn)?shù)。同樣，從其他參數(shù)的最小和最大范圍計(jì)算其字?jǐn)?shù)。

bit[15:0] min_line_wc = ((tL_MIN ) / bitrate) / 8;
bit[15:0] max_line_wc = ((tL_MAX ) / bitrate) / 8;
// Note: tL_MIN and tL_MAX are in micro seconds and so make sure the units of bitrate is also in micro seconds

constraint constraint_hsa {
hsa_wc inside {[min_hsa_wc:max_hsa_wc]};
}

constraint constraint_hbp {
hbp_wc inside {[min_hbp_wc:max_hbp_wc]};
}

constraint constraint_hfp {
hfp_wc inside {[min_hfp_wc:max_hfp_wc]};
}

constraint constraint_hact {
hact_wc inside {[min_hact_wc:max_hact_wc]};
// Below constraint is required to make sure HACT has one byte of data for RGB in each pixel
(hact_wc % 3) == 0;
}

constraint constraint_line {
line_wc inside {[min_line_wc:max_line_wc]};
// LINE = HSS (4bytes short packet) + HSA + HSE (4bytes short packet) + HBP + HACT + HFP
line_wc == 4 + hsa_wc + 4 + hbp_wc + hact_wc + hfp_wc;
}

constraint constraint_bllp {
//BLLP = LINE – HSS (4bytes short packet) – HSA – HSE (4bytes short packet)
bllp_wc == line_wc – 4 – has_wc – 4;
}

線路時(shí)序約束為hsa_wc、hbp_wc、hact_wc、hfp_wc、HSS 和 HSE 的總和。HSS 和 HSE 是 2 個(gè)短數(shù)據(jù)包，因此每個(gè)數(shù)據(jù)包 4 個(gè)字節(jié)。BLLP（用于 VSA、VBP 和 VFP）的字?jǐn)?shù)應(yīng)減去字?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)和 2 個(gè)短數(shù)據(jù)包，HSS 和 HSE 各有字?jǐn)?shù)。

VFP（垂直前門廊定時(shí)信息）

VFP具有垂直前廊計(jì)時(shí)的信息。VFP 線路信息通過發(fā)送水平同步開始數(shù)據(jù)包，然后發(fā)送水平同步活動(dòng)（只不過是一個(gè)消隱數(shù)據(jù)包）、水平同步結(jié)束和 BLLP（如果時(shí)間允許，可以引入低功耗狀態(tài)，這又是一個(gè)消隱數(shù)據(jù)包）來傳達(dá)。此信息針對(duì) VFP 時(shí)間發(fā)送。每條 VFP 線路都應(yīng)在外設(shè)定義的 tL（線路時(shí)間）計(jì)時(shí)參數(shù)范圍內(nèi)。

DSI1.1規(guī)范（表22，第8.11.5節(jié)）中提到的時(shí)序參數(shù)范圍（最小值和最大值）留給外設(shè)供應(yīng)商的分立器件。除了本博客中解釋的非突發(fā)同步脈沖之外，還有不同的視頻幀信息發(fā)送模式，但有微小的變化，例如，在非突發(fā)同步事件中，不需要發(fā)送HSA和HSE，而只需使用HSS即可。同樣，DSI也具有突發(fā)模式，其中像素?cái)?shù)據(jù)使用時(shí)間壓縮突發(fā)格式在更短的時(shí)間內(nèi)傳輸，從而為L(zhǎng)P狀態(tài)提供更多時(shí)間。讓我們?cè)诤罄m(xù)博客中看一下這些其他模式。希望此博客對(duì)那些在DSI中驗(yàn)證視頻幀傳輸?shù)娜擞兴鶐椭?/p>

審核編輯：郭婷