MIPI DSI2
芯片名称 内核版本
- RK3576 LINUX Kernel 6.1
- RK3588 LINUX Kernel 5.10/6.1
1. Introduction
DSI-2 是 MIPI 联盟定义的一组通信协议的一部分,DWC-MIPI-DSI2 是一个实现 MIPI-DSI2 规范中定义的所有协议功能的数字核控制器,可以兼容 D-PHY 和 C-PHY 的物理接口,支持两路的 Display Stream Compression (DSC) 数据传输。
2. MIPI-DSI2 Features
- MIPI® Alliance Specification for Display Serial Interface 2 (DSI-2) Version 1.1
- MIPI® Alliance Specification for Display Command Set (DCS) Version 1.4
- MIPI® Alliance Specification for D-PHY v2.0
- MIPI® Alliance Specification for C-PHY v1.1
- Four data lanes on D-PHY and three data trios on C-PHY
- Bidirectional communication and escape mode through data lane 0
- Continuous and non-continuous clock modes on D-PHY and non-continuous clock mode on C-PHY
- End of Transmission packet (EoTp)
- Scrambling
- VESA DSC 1.1/1.2a
- Up to 4.5 Gbps per lane in D-PHY
- Up to 2.0 Gsps per trio in C-PHY
3. RK3576 与 RK3588 DSI 接口差别
功能 | RK3576 | RK3588 |
---|---|---|
Dual channel | Not support | Support |
Max resolution | 2560x1600@60Hz | 4096x2304@60Hz |
data lanes | 1/2/4 lanes | 1/2/4/8 lanes |
Max lane rate | D-PHY: 2.5Gbps/lane C-PHY: 1.7Gsps/lane | D-PHY: 4.5Gbps/lane C-PHY: 2.0Gsps/lane |
Color Format | RGB | RGB |
Max Color Depth | 10 bit | 10 bit |
DSC | Not support | Support VESA DSC 1.1/1.2a |
C-PHY | Support | Support |
4. MIPI DSI-2 Host 与 MIPI DSI Host 的差别
MIPI DSI-2 除了可以兼容 MIPI DSI 的所有协议功能外,还增加支持 MIPI C-PHY。
5. MIPI DPHY 差别
RK3588 平台 MIPI DPHY 不同以往平台 MIPI DPHY 版本,其带宽最高可以到 4.5 Gbps。
6. 应用领域
MIPI DSI 基于差分信号传输,可以降低引脚数量和硬件设计复杂度,并保持良好的硬件兼容性。另外,基于 MIPI DSI 协议的 IP 还具备低功耗、低 EMI 的特性。
其应用领域如下图:
7. 驱动代码说明
7.1 uboot
7.1.1 驱动位置
drivers/video/drm/dw_mipi_dsi2.c
drivers/video/drm/samsung_mipi_dcphy.c
7.1.2 驱动配置
CONFIG_DRM_ROCKCHIP_DW_MIPI_DSI2=y
CONFIG_DRM_ROCKCHIP_SAMSUNG_MIPI_DCPHY=y
7.2 kernel
7.2.1 驱动位置
MIPI DSI-2 host controller:
drivers/gpu/drm/rockchip/dw-mipi-dsi2-rockchip.c
MIPI DCPHY:
drivers/phy/rockchip/phy-rockchip-samsung-dcphy.c
7.2.2 驱动配置
CONFIG_ROCKCHIP_DW_MIPI_DSI=y
CONFIG_PHY_ROCKCHIP_SAMSUNG_DCPHY=y
7.2.3 参考设备树
DTS 路径:
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-evb.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-evb1-lp4.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-evb2-lp4.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-evb3-lp5.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-evb4-lp4.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588s-evb.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588s-evb1-lp4x.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588s-evb2-lp5.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588s-evb4-lp4x.dtsi
dts 配置用例场景说明:
rk3588-evb1: dsi0->dphy->1080p_panel && dsi1->dphy->1080p_panel;
rk3588-evb2: dsi1->dphy->1080p_panel;
rk3588-evb3: dsi0->dphy->1080p_panel && dsi1->cphy->cphy_panel;
rk3588-evb4: dsi0->dphy->1080p_panel;
rk3588s-evb1: dsi0->dphy->1080p_panel && dsi1->dphy->cmd_no_dsc_panel;
rk3588s-evb2: dsi0->cphy->cphy_panel & dsi1->dphy->1080p_panel;
rk3588s-evb4: dsi0->dphy->1080p_panel && dsi1->dphy->cmd_dsc_panel;
8. DSI 控制器和屏端配置
8.1 DTS 配置
&dsi0 {
status = "okay";
//rockchip,lane-rate = <1000>;
//auto-calculation-mode;
//disable-hold-mode;
//support-psr;
};
&dsi0_panel {
status = "okay";
compatible = "simple-panel-dsi";
reg = <0>;
power-supply = <&vcc3v3_lcd_n>;
backlight = <&backlight>;
reset-gpios = <&gpio2 RK_PB4 GPIO_ACTIVE_LOW>;
reset-delay-ms = <10>;
enable-delay-ms = <10>;
prepare-delay-ms = <10>;
unprepare-delay-ms = <10>;
disable-delay-ms = <60>;
dsi,flags = <(MIPI_DSI_MODE_VIDEO | MIPI_DSI_MODE_VIDEO_BURST |
MIPI_DSI_MODE_LPM | MIPI_DSI_MODE_EOT_PACKET)>;
dsi,format = <MIPI_DSI_FMT_RGB888>;
dsi,lanes = <4>;
//phy-c-option;
//compressed-data;
//slice-width = <720>;
//slice-height = <65>;
//version-major = <1>;
//version-minor = <1>;
panel-init-sequence = [
...
05 78 01 11
05 00 01 29
];
panel-exit-sequence = [
05 00 01 28
05 00 01 10
];
disp_timings0: display-timings {
native-mode = <&dsi0_timing0>;
dsi0_timing0: timing0 {
clock-frequency = <132000000>;
hactive = <1080>;
vactive = <1920>;
hfront-porch = <15>;
hsync-len = <4>;
hback-porch = <30>;
vfront-porch = <15>;
vsync-len = <2>;
vback-porch = <15>;
hsync-active = <0>;
vsync-active = <0>;
de-active = <0>;
pixelclk-active = <0>;
};
};
};
8.2 配置说明
8.2.1 通用配置
Property | Description | Value |
---|---|---|
rockchip,lane-rate | 选择手动指定 mipi 通道速率 | 单位可以支持: D-PHY: Mbps/lane 或 Kbps/lane C-PHY: Msps/lane 或 Ksps/lane 比如指定800Mbps: rockchip,lane-rate = <800> ;或者 rockchip,lane-rate = <800000> ; |
auto-calculation-mode | 使能 Auto Calculation 工作模式 | 布尔类型 string |
disable-hold-mode | 不配置 TE 也能刷帧 | 布尔类型 string |
support-psr | 使能 PSR 功能 | 布尔类型 string |
compatible | Compatible string | simple-panel-dsi |
power-supply | 屏端供电 [option] | 相关 regulator 引用 |
backlight | 背光 | 背光引用 |
enable-gpios | 屏使能 GPIO [option] | GPIO 引用描述 |
reset-gpios | 屏复位 GPIO | GPIO 引用描述 |
reset-delay-ms | panel sequence delay | 参考 panel spec |
enable-delay-ms | ||
prepare-delay-ms | ||
unprepare-delay-ms | ||
disable-delay-ms | ||
dsi,flags | DSI2 工作模式 | cmd mode: MIPI_DSI_MODE_LPM | MIPI_DSI_MODE_EOT_PACKET video mode: MIPI_DSI_MODE_VIDEO | MIPI_DSI_MODE_VIDEO_BURST | MIPI_DSI_MODE_LPM | MIPI_DSI_MODE_EOT_PACKET |
dsi,format | 像素数据格式 | MIPI_DSI_FMT_RGB888 MIPI_DSI_FMT_RGB666 MIPI_DSI_FMT_RGB666_PACKED MIPI_DSI_FMT_RGB565 |
dsi,lanes | mipi data 通道数 | 1/2/3 trios [cphy] 6 trios [cphy 双通道] 1/2/3/4 lanes [dphy] 8 lanes [dphy 双通道] |
phy-c-option | C-PHY panel [option] | 布尔类型string |
compressed-data | 带DSC panel [option] | 布尔类型string |
slice-width | 定义dsc slice宽 [option] | 参照panel spec |
slice-height | 定义dsc slice高 [option] | |
version-major | 定义dsc版本 [option] | 参照panel spec |
version-minor | ||
panel-init-sequence | 屏上电初始化序列 | [hex] data_type delay_ms payload_lenth payload |
panel-exit-sequence | 屏下电初始化序列 | |
display-timing | panel timing | 参考panel spec |
8.2.2 display Timing
8.2.3 dsi,flags
8.2.3.1 CLK Type
在 MIPI DSI 协议的 5.6.1 时钟要求章节介绍:所有DSI发射器和接收器都应在时钟通道上支持连续时钟行为,并且可以选择性地支持非连续时钟行为,所以显示应用中时钟通道工作在连续模式还是非连续模式取决于显示外设的需求。
默认情况,MIPI DPHY 的时钟通道工作在连续模式,是 DSI 显示系统中主从都支持的时钟行为,另外如果 DSI 外设需要依赖主机端的时钟工作时,则时钟通道必须工作在连续模式,如下图:
当系统需要考虑节省功耗时,尤其是在传输期间,可以配置成非连续时钟模式,可以避免在不需要数据传输时浪费电力,把 MIPI_DSI_CLOCK_NON_CONTINUOUS 追加到 dsi,flags 时,MIPI DPHY 的时钟通道将会配置成非连续模式,如下图:
8.2.3.2 Eotp
Eotp 在 DSI 规范版本 V1.0 以及更早版本是不支持的,只有符合 DSI V1.0 之后的较新规范版本的设备必须支持 Eotp 的生成和检测,RK3588/RK3576 DSI 版本是 V2.0,为了确保与早期设备的互操作性,主机应该能够启用和禁用生成和检测手段。总之,是否启用 Eotp 取决于屏端是否支持。
Eotp 是一个短包用于指示数据链路上高速传输的结束。Eotp 主要作用是增强系统高速传输通信的稳 健性,出于这个目的,DSI 不需要在 LP 模式发送 Eotp。
Eotp 不同于其他 DSI 包,它有固定的格式:
- Data Type = DI [5:0] = 0b001000
- Virtual Channel = DI [7:6] = 0b00
- Payload Data [15:0] = 0x0F0F
- ECC [7:0] = 0x01
将 MIPI_DSI_MODE_EOT_PACKET 追加到 dsi,flags 属性可以开关 Soc MIPI DSI TX 在高速模式发送 Eotp。
如下是在 HSDT 模式下捕获 Eotp 波形:
8.2.3.3 BLANK_HS_EN
在数据通道,一般存在一行会有两个 LP11 消隐,如下图:
但往往有些显示模组或者外接 MIPI 转接芯片,不支持在 Hblank 阶段有两个 LP-11, 可以将 BLK_HFP_HS_EN 或 BLK_HBP_HS_EN 追加到 dsi,flags 属性,使 HFP 或 HBP 以高速的形式存在。
8.2.4 屏上电时序
8.2.5 屏下电 时序
8.2.6 初始化序列常见数据类型
data type | description | packet size |
---|---|---|
0x03 | Generic Short WRITE, no parameters | short |
0x13 | Generic Short WRITE, 1 parameters | short |
0x23 | Generic Short WRITE, 2 parameters | short |
0x29 | Generic long WRITE | long |
0x05 | DCS Short WRITE, no parameters | short |
0x15 | DCS Short WRITE, 1 parameters | short |
0x07 | DCS Short WRITE, 1 parameters, DSC EN | short |
0x0a | DCS long WRITE, PPS, 128 bytes | long |