本篇主要介紹MIPI物理層規范中的M-PHY，主要包括M-TX和M-RX狀態機、M-PHY的配置流程、M-PHY的電氣特性等。

MIPI M-PHY專為需要快速通信通道以實現高分辨率圖像，高視頻幀速率和大型顯示器或存儲器的數據密集型應用而設計。它是一種多功能PHY，為工程師提供配置選擇和跨行業平臺開發的能力，以有效地解決多個市場。它可以互連智能手機，可穿戴設備，個人電腦甚至大型系統（如汽車）中的組件。

該規范針對的是特別需要低引腳數，通道可擴展性和功效的應用。主要應用包括連接攝像機，音頻，存儲，RF和提供芯片到芯片的處理器間（IPC）通信。

MIPI M-PHY使用具有嵌入式時鐘的差分信號。它提供兩種傳輸模式，具有不同的比特信號和時鐘方案，旨在用于不同的帶寬范圍，以在更廣泛的數據速率范圍內實現更好的功效。可達到的峰值傳輸速率在一個通道上為11.6 Gbps，在四個通道上為46.4 Gbps。每個通道的高帶寬可以減少所需的通道數量。此功能對于可穿戴設備和智能手機以及需要在機械鉸鏈內安裝互連的筆記本電腦尤其實用。

MIPI M-PHY用作MIPI CSI-3，MIPI DigRF，MIPI LLI和MIPI UniPro協議的物理層。MIPI M-PHY支持這些原生MIPI聯盟協議以及來自PC生態系統的協議，以提供允許移動設備和PC之間融合的技術橋梁。使用MIPI M-PHY的PC工業協議包括JEDEC的UFS，PCI-SIG的Mobile PCIexpress和USB IF的SuperSpeed Inter Chip（SSIC）。

MIPI M-PHY與MIPI UniPort-M接口中的MIPI UniPro傳輸層相結合，用于移動設備中的創新網絡實現。

MIPI M-PHY還使設計人員能夠靈活地使用光學介質來實現系統內的高速連接。光學實現可以被配置為數米長的物理連接，以支持諸如汽車這樣大平臺的設計。

M-PHY的通道結構如下圖所示：

M-PHY使用FIXED-RATIO和FIXED-MINOR兩種格式的PWM信號，對于FIXED-RATIO， TPWM_MAJOR和TPWM_MINOR分別占一個bit周期的2/3和1/3；對于FIXED-MINOR，TPWM_MINOR時間固定，TPWM_MAJOR與bit周期成比例。

HS-MODE和LS-MODE支持的速率等級如下表所示：

其中LS-MODE為必須支持的模式，有可以分為Type-I和Type-II兩種，詳細見下圖所示：

1、狀態機

高速和低速模式的區別和共性如下：

M-TX和M-RX的狀態機是相似的，但是狀態轉移條件是不一樣的，因此針對兩端的狀態機分別進行定義。

每種狀態機都有兩種操作模式：HS-MODE和LS-MODE，每種操作模式又包括一個數據傳輸狀態（BURST）和模式特有的省電狀態（SAVE）。

HS-MODE的SAVE狀態是STALL，LS-MODE的省電狀態是SLEEP。LS-MODE的BURST狀態包括Type-I型的PWM-BURST和Type-II型的SYS-BURST。LS-MODE的Type-I型多一個LINE-CFG狀態。每種模式的狀態如下：

• HS-MODE: STALL, HS-BURST
• LS-MODE(Type-I MODULE): SLEEP, PWM-BURST, LINE-CFG
• LS-MODE(Type-II MODULE): SLEEP, SYS-BURST

其中，BURST狀態和LINE-CFG狀態包含子有限狀態機。

每種狀態機包括五種SAVE狀態：一種每種操作模式特定的SAVE狀態，一種超低功耗下的狀態（HIBERN8），兩種系統控制的省電狀態，分別如下：

• STALL(HS-MODE)
• SLEEP(LS-MODE)
• HIBERN8(Ultra-low power state where configuration is retained)
• DISABLED(POWERED, but not enabled due to a Power-on Reset, or alocal RESET via the Protocol Interface (Type-II MODULE only))
• UNPOWERED(No power supply)

此外，還有兩種特殊用途的BREAK狀態：

• LINE-RESET(Embedded remote reset via the LINE)
• LINE-CFG(Configuration for Media Converters; Type-I MODULE only)

最后是兩種全局通用的狀態：

• POWERED (any state in the state machine, except UNPOWERED)
• ACTIVATED (all states within HS-MODE or LS-MODE taken together)

Type-I MODULE的特性如下:

• PWM self-clocked LS signaling
• Operation with independent local reference clocks; might benefitfrom shared reference clock if available
• Fully embedded control within the LANE (additional auxiliary signalsare not required)
• Support for Media Converters in the LINE

Type-II MODULE的特性如下:

• System-Clock-Synchronous LS signaling (SYS)
• Requires availability of a shared reference clock
• Partially embedded control within the LANE (some state transitionsrequire additional auxiliary control signals)

2、配置

M-PHY的配置流程包括：

• DISCOVERY: Read MODULE capabilities, and determine desired, commonlysupported configuration settings.
• PHY CONFIG: Request to change MODULE configuration settings.
• EFFECTUATE: Update the MODULE configuration settings.

3、電氣特性

電氣特性說明中用到的縮寫如下表：

3.1、M-TX電氣特性

發送端有兩種驅動強度：largeamplitude和smallamplitude，M-TX至少支持一種，如果支持兩種，則默認配置為Large Amplitude.

3.2、M-RX電氣特性

3.3、互連電氣特性

3.4、功耗等級

以上就是針對M-PHY的介紹，主要包括M-TX和M-RX狀態機、M-PHY的配置流程、M-PHY的電氣特性等。詳細可參考《MIPI M-PHY? v4.1, 28-Mar-2017》，其中有詳細介紹。

編輯：hfy