你會(huì)忘記帶錢(qián)，你會(huì)忘記帶鑰匙，但你出門(mén)一定不會(huì)忘記帶手機(jī)。

手機(jī)，已經(jīng)是我們的另一半，已經(jīng)成了生活中不可或缺的一部分；而在手機(jī)SoC架構(gòu)中，MIPI接口作為關(guān)鍵性互聯(lián)橋梁，承擔(dān)起了連接CPU、Camera、LCD、基帶等關(guān)鍵組件的重任，確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、快速、可靠地傳輸。

MIPI，即移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口（Mobile Industry Processor Interface），是由MIPI聯(lián)盟（ARM、Nokia、ST和TI等巨頭在2003年發(fā)起成立）發(fā)起，為移動(dòng)應(yīng)用處理器制定的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，主要有如下優(yōu)勢(shì)： 

• 提升了不同廠家之間的兼容性；

• 增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性；

• 減少了設(shè)備總線的復(fù)雜度；

• 更高的帶寬，更低的功耗

MIPI，也有很多協(xié)議，按照應(yīng)用劃分，主要有如下：

針對(duì)CMOS傳感器，主流的通信接口有DVP、LVDS、MIPI D-PHY、MIPI C-PHY、SLVS-EC等。在手機(jī)、平板等中高端應(yīng)用中，MIPI D-PHY與MIPI C-PHY最為廣泛（SLVS-EC FPGA方案后面再談）。

DPHY 憑借其較早的應(yīng)用和廣泛的市場(chǎng)認(rèn)可度，在移動(dòng)設(shè)備通信領(lǐng)域有著深厚的根基；而 CPHY 作為后起之秀，以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)（帶寬），逐漸在一些對(duì)帶寬要求苛刻的場(chǎng)景中嶄露頭角。

本文也主要針對(duì)MIPI D-PHY與MIPI C-PHY，進(jìn)行協(xié)議對(duì)比，以及FPGA選項(xiàng)方案的分析（以下簡(jiǎn)稱(chēng)DPHY與CPHY）。

如上圖所示，同樣以6線的MIPI D-PHY與MIPI C-PHY為例，帶寬對(duì)比如下：

這里同樣的走線，同樣的線速率，CPHY的帶寬是DPHY的2.28倍，足以見(jiàn)得3 phase帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，而DPHY只能0/1，狀態(tài)比較單一，如下所示：

DPHY比CPHY兼容性強(qiáng)，但CPHY相比DPHY快很多，各有千秋。翻閱了各個(gè)spec與文獻(xiàn)，我總結(jié)了DPHY與CPHY的差別：

• 發(fā)展：DPHY更久遠(yuǎn)，普及性更強(qiáng)；

• 速率：CPHY的速率是DPHY的2.28倍；

• 功耗：CPHY會(huì)比 DPHY 高出 20%-50%；

• 電氣：DPHY的差分特性比CPHY更抗干擾性；

• 應(yīng)用：CPHY在高像素的采集顯示更有優(yōu)勢(shì)（如4K/8K）

綜上：DPHY 技術(shù)成熟、兼容性好、功耗較低；而 CPHY 則以其高速傳輸的優(yōu)勢(shì)，在高像素、高帶寬領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。

FPGA在圖像領(lǐng)域的應(yīng)用，Xilinx、Lattice、易靈思、高云這幾家公司的FPGA選型，相對(duì)更為廣泛，那么針對(duì)MIPI D-PHY的應(yīng)用，以這幾家FPGA為例（其他家對(duì)MIPI的支持平平無(wú)奇），可選型號(hào)如下：

如上表，在DPHY應(yīng)用中，各家FPGA各有千秋：

【1】Xilinx，只有Ultrascale(+)系列支持MIPI（其他系列都是LVDS模擬的，并且價(jià)格還比較貴）。

【2】Lattice，在MIPI上走的比較早，也很成熟，因此過(guò)去MIPI DPHY搶占了先機(jī)；

【3】易靈思的DPHY，尤其是鈦金系列FPGA在圖像傳感器的應(yīng)用較為廣泛，在FPGA國(guó)產(chǎn)化中打開(kāi)了僵局。

【4】高云最新推出的22nm Arora-V 系列 FPGA，支持2.0-2.5Gbps 軟/硬核DHPY，并且集成了12.5Gbps Serdes，豐富了客戶的選型及應(yīng)用。

如果不考慮研發(fā)投入，以及解決方案的穩(wěn)定性，Lattice、易靈思、高云在DPHY上不相上下，各有一定的應(yīng)用領(lǐng)域與專(zhuān)長(zhǎng)，客戶可以根據(jù)專(zhuān)業(yè)成熟度，及供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)去選擇支持DPHY的FPGA。

那么，接下來(lái)我們談?wù)?/span>：

有沒(méi)有支持MIPI CPHY的FPGA？

除了又貴又買(mǎi)不起的Xilinx Zynq UltraScale FPGA支持CPHY，目前中低端FPGA中支持MIPI CPHY的，有且只有高云新推出的Arora-V系列。

大部人是用不起Zynq Ultrascale FPGA的，但所有人都用的起高云的Arora-V FPGA。全球唯一的支持C-PHY的FPGA解決方案，歷經(jīng)大半年的磨練，終于來(lái)了，如下：    

高云的Arora Ⅴ系列 FPGA ，是高云晨熙家族第5代產(chǎn)品，內(nèi)部資源豐富，具有全新構(gòu)架，且支持 AI 運(yùn)算的高性能 DSP ，高速 LVDS 接口以及豐富的 BSRAM 存儲(chǔ)器資源，同時(shí)集成自主研發(fā)的 DDR3（1333Mbps）、MIPI DPHY（2.5Gbps），MIPI CPHY（5.75Gbps），支持多種協(xié)議的 12.5Gbps Serdes，提供多種管腳封裝形式，適用于低功耗、高性能及兼容性設(shè)計(jì)等應(yīng)用場(chǎng)合。

針對(duì)GW5AT-60 FPGA，奧唯思有幸成為高云獨(dú)家官方第三方合作伙伴。經(jīng)過(guò)了近半年的探索與突破，重復(fù)迭代了5版硬件，我們終于完成了所有的解決方案，鄭重的推出基于高云GW5AT-60 FPGA的圖像解決方案：    

10幾年的FPGA圖像積累，奧唯思做的并不是FPGA硬件，而是在 打造FPGA的靈魂 。如下是新鮮出爐的高云Arora-V 60K圖像開(kāi)發(fā)板：

 VF-G60K225 FPGA圖像開(kāi)發(fā)板 

基于高云GW5AT-60 FPGA所有專(zhuān)用接口，以及豐富的邏輯資源，我們將FPGA的功能與性能榨干到極限，并且提供完整的FPGA圖像解決方案，讓客戶可以快速上手，進(jìn)行自己二次開(kāi)發(fā)。如下所示，是高云GW5AT-60 FPGA的特性參數(shù)：

高云跨出這一步，確實(shí)具有前瞻性，但挑戰(zhàn)也很大（FPGA生態(tài)薄弱）。采用Xilinx中低端單端LVDS模擬CPHY，手寫(xiě)控制器投入大，且穩(wěn)定性堪憂；因此，目前帶MIPI CPHY的FPGA，除了Xilinx高端系列外，絕無(wú)僅有。 

那么，作為全球唯一帶MIPI CPHY的FPGA，我們終于驚艷的將Sensor做到了5000萬(wàn)級(jí)別，打破了原來(lái)的帶寬限制，如下Vivo X27 pro后置主攝：Sony IMX586。

Sony的IMX586傳感器將大幅提升智能手機(jī)圖像拍攝的清晰度，其4800萬(wàn)的有效像素超過(guò)了華為P20 Pro的4000萬(wàn)像素和諾基亞 Lumia 1020的4100萬(wàn)像素，如下示意圖所示：

如下框圖所示，為基于奧唯思VF-G60K225 FPGA圖像開(kāi)發(fā)板，方案通過(guò)4800萬(wàn)像素的，MIPI CPHY接口的傳感器IMX586，圖像采集緩存于DDR3后，最終通過(guò)HDMI接口在顯示器上顯示。

由于篇幅的限制，下一篇文章中再詳細(xì)介紹：基于GW5AT-60 FPGA的圖像開(kāi)發(fā)板，以及奧唯思開(kāi)發(fā)的完整的FPGA圖像解決方案。

走在吃螃蟹的路上，我們畢其功于一役，努力完善基于高云Arora-V 60K FPGA的解決方案，完善MIPI C-PHY FPGA的生態(tài)，為FPGA發(fā)燒而生。