C-PHY TX Essentials、C-PHYXpress、TMPC-CPHYVIEW 和 Moving Pixel 产品技术资料

C-PHY 发射机、接收机和协议解决方案

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泰克 C-PHY TX Essentials、C-PHYXpress、TMPC-CPHYVIEW 和 Moving Pixel C-PHY 协议解决方案提供了完善的一站式 C-PHY 解决方案,用来根据 MIPI 标准合规性测试和表征发射机、接收机和协议测试要求。C-PHY TX Essentials 解决方案为调试和表征 C-PHY 数据链路提供了简便的方式。C-PHY TX 应用允许根据 MIPI C-PHY v1.0 规范选择电气测量和定时测量。

主要特点

发射机测试:

  • 支持任意一侧三端口反嵌和嵌入功能(反嵌支持 6 端口参数)
  • 测量 DUT C-PHY 信号的上升时间和下降时间。
  • 执行眼高和眼宽测量,另外检验 C-PHY 信号上的眼图。
  • 检验三态信号的静态点共模电压 VCPTX 位于发射机极限范围内。
  • 检验 DUT 数据通路 HS 发射机的共模电压不匹配(ΔVCMTPX)低于最大合规极限。
  • 检验共模电平变化在 50 MHz ~ 450 MHz。
  • 检验共模电平变化超过 450 MHz。
  • 测量三态信号的线对内部时延。
  • 在 TekExpress 中修改调试和表征的极限。

接收机测试:

  • 简化接收机测试设置:

    • 单一设置,为 C-PHY 和 D-PHY 生成信号。

    • 校准简便,提供可重复的结果。
    • 直接合成方式,帮助您使用一台仪器创建所有压力类型。
  • 测试覆盖范围

    100% 测试覆盖范围。C-PHYXpress 应用允许根据 C-PHY v1.1 规范创建 C-PHY 标准测试信号。

  • 信号保真度

    同类最优秀的 AWG70000 系列,50 GS/s 采样率及 10 位垂直分辨率,为生成 C-PHY 信号提供最好的信号保真度。

  • 易用性

    C-PHYXpress 提供了批处理功能,创建多项测试场景,满足严格的测试要求。

  • 接收机合规性测试及其他:

    • C-PHYXpress 应用提供了一个平台,为在规范之外测试被测器件创建各种激励信号。
    • 数据的程序上升时间和下降时间、程序 ESC、LP 命令及可编程压力,具体如下:
      • HS 模式压力器

      • 随机抖动和确定性抖动

      • 嵌入插入损耗和去加重

      • 占空比失真

      • LP 模式压力器

      • eSpike和最小脉冲 TMIN-RX

      • 建立时间/保持时间容限

      • 实是时延控制

  • 离线生成信号

    C-PHYXpress 应用可以在离线模式下运行,也可以在 PC 中运行,远程控制 AWG,生成 C-PHY 信号。

Moving Pixel C-PHY 协议发生器和解码器:

C-PHY 协议发生器:

  • 独立式仪器,简化设置和操作。

  • 支持 MIPI C-PHY 信号,每路高达 2.5 Gbps,1~4路。
  • 为电压和时延提供通道和实时独立调整功能。
  • 支持最高 C-PHY v1.0、CSI2 v1.3 和 DSI v1.2 协议。
  • 根据用户自欺欺人定义帧定时自动构建高频序列。
  • 实现自动影像定标、格式转换和简单的测试码型生成。
  • 支持使用 4 KB缓冲器捕获多消息响应。
  • 包括 DSC 二进制支持;可以选配 DSC 影像压缩。
  • 使用 .NET DLL 提供脚本编制和远程控制功能。

基于示波器 C-PHY 协议解码:

  • 支持高达 2.5 Gbps 的单一 MIPI C-PHY 通路解码。
  • 解码和显示 CSI2 v1.2 或 DSI2 v1.0 协议包及 C-PHY v1.1 信令状态/符号。
  • DSI 支持不包括 DSC、LPDT、BTA 或外设命令解码。
  • 示波器上的光档链接到解码窗口的两个方向。
  • 提供搜索和显示过滤功能。
  • 解码、显示和导出 (在用户控制下) 捕获的视频帧。
应用
  • 汽车摄像机和显示器
  • 手机摄像机和显示器
  • 摄像机 CMOS 影像传感器
  • 显示器驱动器 ICs
  • 移动设备使用的应用处理器

MIPI C-PHY 发射机测试

TekExpress-C-PHY-Tx-Datasheet

MIPI ® C-PHY v1.0 在连接外设、带宽有限的通道上提供高性能吞吐量,包括显示器和摄像机。这个界面允许系统设计人员简便地扩展现有的 MIPI ® 联盟摄像机串行接口 (CSI-2) 生态系统,支持功耗更低、分辨率更高的影像传感器。

MIPI ® C-PHY 和 MIPI ® D-PHY 可以兼容针脚,允许连接采用任一技术的配套器件。C-PHY 旨在与 D-PHY 共存在相同的 IC 引脚上,以便能够开发双模式器件。

MIPI C-PHY 采用 3 相符号编号,每个符号提供了 2.28 位,在 3 线通路或三态信号上传送数据符号,每个三态符号包括一个嵌入式时钟。

C-PHY 信号有三种电平,都是单端信号。它们用 LineA、LineB 和 LineC 表示。在任何给定时点,任何信号都不会处在相同的电压电平上。接收机一侧是差分的,显示四种电压电平:Strong 1, Weak 1, Strong 0, Weak 0。但接收机会查看逻辑 1 或逻辑 0。

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电压电平


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眼图模板

C-PHY 时钟恢复

C-PHY 采用独特的时钟恢复机制。C-PHY 1.0 采用定制时钟恢复算法,称为触发眼图。在这种模型下,4 个差分信号中第一个过零点作为时钟恢复的触发点,绘制眼图。

眼图模板的位置经过优化,以实现最大眼图张度(在测量眼图高度时)。由于触发眼图机制,触发点(过零)上所有抖动都是允许的,并反映在另一侧。参见上眼图模板图。

C-PHY 发射机测试测量

为进行表征、调试和裕量测试,高速模式中要求的部分关键测量有:

  • 上升时间
  • 下降时间
  • 眼图
  • AC 共模测量
  • DC 共模不匹配测量
  • 50 MHz ~ 450 MHz AC 共模电平变化
  • 450 MHz 以上的 AC 共模电平变化
  • 对内延迟差

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C-PHY TX Essentials

定制触发眼图

下图显示了 C-PHY TX Essentials 测试软件配置成定制触发眼图,并自动确定模板位置,找到最佳的模板位置。


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C-PHY TX Essentials

3M UI 眼图分析

在整个记录长度上绘制抖动和眼图,帮助设计人员更好地表征器件,因为它可以在扩展的时间周期内显示器件的异常信号。软件允许对 3M UI 运行眼图分析,在夜间运行进行详细表征。


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眼图分析

上升时间/下降时间跳变细节

在表征器件时,每个差分波形有 4 个关心的跳变:

  • 从强变成弱(S-W)
  • 从弱变成强(W-S )
  • 从弱变成弱(W-W)
  • 从强变成强(S-S)

下图显示了测量跳变的细节。

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上升时间跳变细节


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下降时间跳变细节

插入损耗和串扰

作为器件表征的一部分,设计人员需要嵌入或反嵌插入损耗和串扰。这使用滤波文件提供支持,其中使用 S4P/S6P 或 S 参数文件,如下图所示。


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插入损耗和串扰

测量线对内部时延

三态信号之间的时延称为线对间时延,为许多设计工程师提供了关心的信息性测试。下图显示了泰克 C-PHY TX Essentials 软件生成的报告,其中包括 12 线状态组合的详情及信号对内部时延状态。

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线对内部时延

信令和端接

C-PHY 信令与 D-PHY 类似。例如,它从 LP 模式动态切换到 HS 模式,为 C-PHY 规定的定时测量与 D-PHY 类似。

下图来自 MIPI 联盟 C-PHY 规范 v1.0。它显示了 C-PHY 信号的结构 (突发中 HS 数据传输)。


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C-PHY 信号 (突发中 HS 数据传输)

为了在这种可切换的端接模式下进行测量,需要负载电路板或端接电路板。进行这些测量使用的物理设置要求一台示波器、多只探头和一张端接电路板。

下图显示了 HS 测量的物理设置。HS 测量不要求端接电路板和探头,您可以直接连接 SMA 电缆。


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SC-PHY 高速测量

C-PHY 发射机校准

C-PHY TX 软件的主要目的是表征发射机;这个软件支持的核心测量设计用于接收机校准。根据 CTS,C-PHY 接收机校准推荐使用预先确定的上升时间/下降时间校准眼图。这种校准支持 DCD (占空比失真),这是一个重要的压力参数,推动眼图闭合。下一步使用 DC 共模和 AC 共模噪声损伤来校准 C-PHY 信号。支持使用 AWG 70000 系列任意波形发生器生成这些压力。


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C-PHY 发射机校准

P7700 探头,用于 MIPI C-PHY

MIPI 应用要求特定类型的探测,因为高速模式和低功率模式的阻抗是不同的。在高速模式下,C-PHY 信号位于端接环境中。在低功率模式下,C-PHY 信号在使用单端信号的未端接环境下运行。MIPI C-PHY 对探测的主要要求有两个:

  • 提供高阻抗
  • 差分模式和单端模式

P7700 系列探头提供了一个有源缓冲尖端,距尖端末端几毫米。这为 MIPI C-PHY 应用提供了最好的信号保真度及灵活的连接选项。

TriMode 探头帮助您使用探头设置,准确地创建差分、单端和共模测量。这种独特功能让您工作更加经济高效,可以在差分测量、单端测量和共模测量之间切换,而不必移动探头的连接点。

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P7700 系列 TriMode 探头

使用 TriMode 进行测量,绝对可以获得您想要的信号保真度。创新的新型探头设计采用 SiGe 技术,提供当今及未来所需的带宽和保真度。

P7700 系列 TriMode 探头结构提供了:

  • An 尖端上有源缓冲放大器,探头输入距输入仅 3.2 mm

  • 完美的步进响应及低插入损耗,最高 20 GHz

  • 低 DUT 负载,100 kΩ (DC) 和 0.4 pF (AC) 性能

  • 高 CMRR

  • 低噪声

接收机测试

C-PHYXpress 插件使用最坏情况损伤输入信号,为高速、高速突发和低功率内容创建 C-PHY 信号。

接收机测试解决方案由以下步骤组成:

  • 生成一个测试信号,仿真发射机,包括通道和噪声损伤。

  • 根据 CTS 要求校准信号。
  • 设置器件进行接收机测试。
  • 确定给定测试条件下的误码率。

C-PHYXpress 应用解决了前两步,具体如下:

第 1 步:生成测试信号,仿真发射机,包括通道和噪声损伤

C-PHYXpress 支持根据 C-PHY 规范 v1.1 为高速、低功率和低功率-高速 (LP-HS) 模式生成波形。

高速模式:C-PHY v1.1 规范数据速率在高速模式下最高可达 3.5 Gbps。根据 CTS,您需要在高速模式下仿真通道效应。C-PHYXpress 应用允许编辑数据速率、上升时间、码型类型、电压电平和损伤,仿真通道效应。


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高速模式

在高速模式下,您可以增加各种通道效应,如:周期性抖动 (Pj)、随机 (Rj)、动态时延 (DCD)、正弦噪声幅度、去加重和数据信号通道的 S 参数文件。


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高速及抖动参数


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高速抖动 – 嵌入通道效应


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高速抖动模式 – S 参数文件

低功率模式

C-PHY v1.1 规范数据速率在低功率模式下高达 100 MHz。C-PHYXpress 应用允许编辑数据速率、上升时间、码型类型、电压电平和损伤,仿真通道效应。


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低功率模式

C-PHY v1.1 规范要求正弦/方波噪声及 eSpike 噪声。

LP-HS 模式:

C-PHYXpress 允许根据规范使用 Data 定时参数增加Sync Word。


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LP-HS 模式

根据 CTS 要求校准信号:

校准信号损伤提供了 C-PHY 标准专用的校准程序。校准目标是补偿特定抖动参数的码型。典型参数有随机抖动、周期性抖动和幅度。该程序将顺序通过所有码型,每个码型将独立校准。这些值用来在控制抖动的情况下生成码型,在环回过程中注入到 DUT 中。

如需与校准有关的详情,请参阅http://www.tek.com/mipi-0中提供的 MOI 文件。

测试覆盖范围

详情请参阅本文后面的接收机测试规范表。

批处理模式

批处理模式可以创建一个汇编波形库,每点击一下鼠标就会增加一次抖动值。


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批处理模式

C-PHY 协议发生器


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C-PHY 码型发生器

P339 是一种独立式 C-Phy 码型发生器,拥有 4 条数据通路,由 The Moving Pixel 公司 (TMPC) 出品。数据速率运行每条线最高 2.5 Gb/s,支持最多 12 条线。LP Voh、LP Vol、HS Voh 和 Vol 可以调节。它设计成与 CPhyGenCtl 软件一起运行。

CPhyGenCtl 应用是 P339 CPhy 发生器的控制软件,由 The Moving Pixel 公司 (TMPC) 出品。通过使用 P339 C-Phy 码型发生器,您可以在 MIPI CPhy 总线上生成 CSI 协议和码型激励,执行接收机测试。本产品技术资料描述了 CPhyGenCtl 的用途和操作及 CPhy 发生器的相应行为。

CPhy 发生器通过 USB 连接到运行 CPhyGenCtl 软件的主计算机上。它拥有以下功能:

  • 支持 1~4 条 CPhy 通路,支持最高 2.6 Gsym/s 的频率。
  • 包含内置码型发生器及 2 GB 程序内存。
  • 提供最长 15 ns 的整数符号通路时延,分数符号通路时延低于 1.5 Gsym/s。
  • 为 LP 信号和 HS 信号提供实时、每通路、高压和低压及微调功能。
  • 支持微调 CPhy 总线定时。
  • 为 DUT LP 响应捕获提供 4 KB 接收机缓冲器。
  • 支持通路 0 LP 争用检测。
  • 实现任意逻辑通路到物理通路输出映射。
  • 全方位视频支持:
    • 支持构建 3D 立体声帧 (DSI 1.2)。
    • 购买 DSC 视频帧编码和发送选项 (DSI 1.2).
    • 公共源输入影像文件格式(jpg, png, tiff, gif),用于视频模式和写入内存命令。
    • 自动重新确定输入影像大小 (在软件中),适合显示器或摄像机尺寸。
    • GUI 中方便的影像预览功能。
    • 根据用户帧定时自动生成 CSI/DSI 视频模式帧。
    • 把单个 Write Memory 命令自动划分成多个 Write Memory 命令序列。
    • 视频模式帧可以增加到宏命令中。
    • 可以在给定行和比特位置,使用单比特误码构建视频模式帧。
  • 通用文件命令支持:
    • 使用文本文件说明,描述混合低电平 LP/HS 跳变和包定义。
    • 允许生成任意数据通路信号,用于合规性测试。
    • 提供更高级的嵌入式命令,简便 定义命令,包括 HS 突发输入和 HS 突发退出序列。包括自动 ECC 和 CRC 发生。
  • 支持低电平 CPhy 测试:
    • 低电平测试 HS 突发序列,使用用户自定义数据或 PRBS 数据。
    • 全面进行 CPhy 协议配置,测试每路的前置码、后置码和同步序列。为用户总线定时提供配置,如 HSPreare、HSExit。
    • 灵活的总线定时规范,成分单位为 ns、UI 和 TLPX,支持频率捷变配置。
  • 强大的简便易用的 GUI 控件,用于命令处理:
    • 简单的定义、命名及发送命令,包括视频模式命令。
    • 按钮界面,分配和整理命令,用于单击发送操作。
    • 宏命令定义,构建复杂的命令序列。

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CPHY Gen

C-PHY 基于示波器的解码器

Moving Pixel 公司 CPhy Scope Decoder 软件是一种单路 CPhy 和 CSI2 协议解码器,用于示波器采集的 CPhy 信号。

软件在连接到示波器的 Microsoft Windows 7 主机上运行,使用示波器的遥控功能控制实时采集。

这一软件的主要功能包括:

  • 使用三条通道提供实时示波器采集及控制一条 CPhy 通路。可以加载和反汇编保存的二进制波形文件。
  • 对采集数据进行后期处理,提供链路上通信的 DPhy/DSI/CSI2 协议反汇编视图。
  • 提供多种视图,其感观与逻辑分析仪式显示画面类似。
  • 提供全面的功能和操作,查看、滤波和搜索捕获的数据。
  • 从解码的包中构建视图帧,包括帧摘要列表,提供了影像统计、导航、查看和保存功能。
  • 检查和报告多种错误,包括状态转换不合法、符号序列无效、包头和净荷 CRC 错误。
  • 使用缩放窗口和光标,把反汇编中任何事件向回关联到示波器上采集的波形。

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示波器上捕获的 C-PHY 信号


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帧统计

技术规格

除另行指明外,所有技术规格均适用于所有型号。

测试参数
C-PHY 基本规范
修订版 1.0 
C-PHY 合规性规范
修订版 1.0 
测量
高速基本版
上升时间
2
下降时间
眼图
DC 共模测量
AC 共模不匹配测量
50 MHz 和 450 MHz 之间的 AC 共模电平变化
450 MHz 以上的 AC 共模电平变化
线对内部时延
接收机测试规范
C-PHY 合规性规范
修订版 1.1 
C-PHY 基本规范
修订版 1.1 
Group 1 测试
LP-RX 电压和定时要求
2.1.1 
LP-RX 逻辑 1 输入电压(VIH)
2.1.2 
LP-RX 逻辑 0 输入电压,非 ULP 状态 (VIL)
2.1.4 
LP-RX 输入迟滞(VHYST)
2.1.5 
LP-RX 最小脉宽响应 (TMIN-RX)
2.1.6 
LP-RX 输入脉冲抑制 (eSPIKE)
Group 2 测试
LP-RX 行为要求
2.2.1 
LP-RX 初始化周期(TINIT)
2.2.2 
ULPS 退出:LP-RX TWAKEUP 定时器值
2.2.3 
进入数据通路 LP-RX 无效/失败退出模式
2.2.4 
数据通路 LP-RX 无效/失败退出模式命令
2.2.5 
数据通路 LP-RX 退出模式,忽略触发后命令额外比特
2.2.6
数据通路 LP-RX 退出模式不支持/未分配命令sssssssss
Group 3 测试
HS-RX 电压和抖动要求
2.3.1 
HS-RX 幅度容限(VCPRX(DC), VIHHS, VILHS)
2.3.2 
HS-RX 差分输入高/低阈值 (VIDTH, VIDTL)
2.3.3 
HS-RX 抖动容限
Group 4 测试
HS-RX 定时器要求
2.4.1 
HS-RX T3-TERM-EN 持续时间
2.4.2 
HS-RX T3-PREPARE 容限
2.4.3 
HS-RX T3-PREBEGIN 容限
2.4.4 
HS-RX T3-PROGSEQ 容限
2.4.5 
HS-RX T3-POST 容限
测试方法
测试程序详情请参阅 MOI 文档。
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