影像傳輸技術介紹(3)-MIPI CSI (三) Packet & Frame Format

< 前言 >

在<影像傳輸技術介紹(2)-MIPI CSI (二) LLP傳輸封包>中,介紹了MIPI CSI-2協議層中,對長封包(Long Packet)與短封包(Short Packet)的定義,那接下來一定會好奇數據封包,到底是如何應用的,本篇將舉例並一一說明。

 

< Packet Spacing >

這些LLP的數據封包之間,必須轉換為低功耗狀態(Low Power State, LPS),或從低功耗狀態中轉換出來,這段轉換進出低功耗狀態的區間,又稱為Packet Spacing。這些LPS的長度,對MIPI接收端來說並不重要,接收端在收到SoT時就會自動同步到資料正確的位置。

 

< Packet Example >

下圖例為一個方便理解LLP和SP行為的概念圖,圖中描述的VVALID/HVALID/DVALID並真實訊號,這邊可以先把它想成是影像的同步訊號VSync/HSync/DE,而Data就是影像資料,以方便理解。

 

 

          從上圖例子可以得知,從LLP數據封包Checksum、LLP結尾(EoT)、LPS、LLP起頭SoT,一直到LLP數據封包的標頭檔(PH)出現,正好就是處於水平同步訊號為Low的時候,這段區域剛好就是Frame每行的Blanking區間。

 

< Frame and Line Blanking Example >

          從Frame和Line的角度來看,每一個數據長封包,代表的就是Frame的每一行Line Data,而長封包之間的每一個LPS區域,代表的就是Line Blanking。Line Blanking的長度沒有固定,有可能很長,因為該區域代表的就是水平同步訊號的Blabking區域。

其中最後一筆數據長封包到Frame End的短封包之間的LPS,以及Frame Start的短封包到第一筆數據長封包之間的LPS,都要盡可能的短,目的是希望該短封包能夠更精準的傳達這是一個Frame的結尾或起頭。

 

 

< Vertical and Horizontal Example >

          再從同步訊號的角度來看,更容易去理解短封包FE和FS之間的LPS,就是Frame Blanking區域,也就是垂直同步訊號區域。

 



有趣的是,在MIPI聯盟對MIPI的定義當中提到,FS短封包與FE短封包之間,至少會包含1~N個影像數據長包(long packet),以及0~N個代表同步訊號的短包(short packet)。也就是說代表Line Start和Line End的短包是可以被省略的。

 

如下圖為General frame的數據封包示意圖,Line Start和Line End被省略,且FS和第一個數據長封包,以及最後一個數據長封包和FE之間的LPS要盡可能短,如藍色圈圈的地方。

 

          未省略Line Start和Line End的短包的情況。

 

< 高速模式Data和Clock時序關係圖 >

          下圖為網上參考的波型圖,可以清楚的瞭解高速與低速訊號,LPS的轉態過程。

 
< 參考文獻 >

1.
MIPI Alliance Specification for Camera Serial Interface 2 (CSI-2)

2. https://www.actekinc.com.tw/admin/download/file/2017-04-10/58eb267d98b88.pdf


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