基于MIPI-DSI协议的LCD驱动接口设计

论文摘要

MIPI-DSI是MIPI联盟针对移动设备提出一种高速、低功耗的串行接口,可满足高分辨率显示,降低显示模块功耗的需求。本文基于DSI协议设计了一种适用于VGA尺寸的LCD驱动接口电路。该接口包括物理层、通道管理层、协议层和应用层。物理层电路负责控制高速、低速模式切换和总线控制权交换,以及接收串行数据和串行发送数据;将协议所提供的握手时序进行参数化配置,提高握手灵活度;精简了非必要linecode功能,提高高速模块的工作速度和带宽利用率;细分各个模块对应的时钟域,以确保高速部分可靠工作。通道管理层电路用于合并两个通道的数据,无毛刺地引入外部时钟,保证在来自主机端的时钟信号消失后仍可继续后续运作。协议层电路负责数据包的打包和解包操作,其中包括ECC和CRC的校验;在不引入流水线的前提下,减小ECC实现电路面积,并保证数据流的连续处理;提出了一种并行计算校验和的实现方案,避免高速时钟的引入,并提高了总体的字节处理速度。应用层电路负责将解包的数据转换成DPI或DBI信号发送到LCD Driver或从中读取参数,将DCS指令嵌入到数据包解码模块,扩宽了DSI自身有限的指令和参数读写操作。在设计过程中,采用VerilogHDL语言对接口电路的架构以及各个模块进行RTL级的硬件描述设计。模拟DSI主机端和LCD驱动模块的行为特性,与接口电路构成一个仿真平台,采用modelsim仿真并通过了功能验证。电路采用smic 0.13工艺,利用synopsys公司的DC进行综合设计,综合之后的面积是85418.4115μm2,功耗为5.243mW,最高频率500MHz。设计完成之后基于modelsim对该设计进行综合后仿验证,验证通过,符合设计初衷。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 论文主要工作及其章节安排
• 第二章 接口电路的系统设计
• 2.1 接口电路系统功能设计
• 2.2 接口电路系统架构
• 2.3 本章小结
• 第三章 接口电路的子模块设计
• 3.1 物理层模块设计
• 3.1.1 物理层模块架构
• 3.1.2 时钟通道控制单元和时钟管理单元
• 3.1.3 数据通道控制单元
• 3.1.4 低功耗接收逻辑单元
• 3.1.5 高速接收逻辑单元
• 3.1.6 低功耗发送逻辑单元
• 3.2 通道管理层模块设计
• 3.2.1 通道管理层模块架构
• 3.2.2 时钟切换模块设计
• 3.2.3 数据融合模块设计
• 3.3 协议层模块设计
• 3.3.1 协议层模块架构
• 3.3.2 ECC 模块设计
• 3.3.3 CRC 模块设计
• 3.3.4 数据包译码电路设计
• 3.3.5 数据包生成电路设计
• 3.3.6 低速预发送电路设计
• 3.3.7 协议层控制电路设计
• 3.4 应用层模块设计
• 3.5 SPI 配置模块设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 接口电路的综合与仿真
• 4.1 电路综合
• 4.2 验证方法
• 4.3 仿真重点内容
• 4.4 关键功能仿真及结果分析
• 4.4.1 系统初始化
• 4.4.2 超低功耗模式（ULPS）
• 4.4.3 低功耗数据传送（LPDT）和高速数据接收测试
• 4.4.4 Trigger 信号传送和总线交换（TA）操作
• 4.4.5 GENERIC 命令写操作
• 4.4.6 DCS 命令写操作
• 4.4.7 返回主机端的应答（ACK）测试
• 4.4.8 接口读操作测试
• 4.4.9 视频模式测试
• 4.5 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附件