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专为便携式设备图像传输设计的移动像素链路串口技术

MPL Serial Interface Technology for Portable Devices


以移动电话为主的便携式电子产品近几年来发展迅速,而功耗和EMI增加等问题也日益突出,尤其是便携式产品中加入照相机功能已经成为市场主流,如何确保这些功能良好实现,同时降低功耗,减少EMI,这给接口技术提出了很多挑战。

为了确保手机内照相机及显示模块获得足够的支持,目前的手机大多采用宽阔、高速的并行接口为基带处理器、应用程序处理器、图像处理器及输入/输出器件提供线路互连,但这种传统的接口有多个设计上的局限。例如,这种接口会有电磁干扰的问题,功率及系统成本也较高,可靠性较低,而且机械设计方面也有若干限制。美国国家半导体针对这些问题,推出一种称为移动像素链路(MPL)的全新串行接口,并推动业界采用MPL接口作为移动设备的宽阔并行互连线路标准,以便为图像传感器与显示器提供互连。MPL接口有助降低功率、电磁干扰及系统成本,但另一方面又可提高系统的可靠性,以及精简移动设备的机械设计。
MPL是专门为便携式设备的图像传输及影相传输设计的。

图1中前、后端有LM2501及LM2502各两个芯片。LM2501是传统的照相机接口,信号由前端照相机输出至LM2501,LM2501把信号由并行转至串行,经连线传至后端的LM2501,LM2501再把信号转为并行,然后送到baseband。LM2502把图像从baseband输出的并行信号转为串行,送到后端的LM2502,这个LM2502把图像信号从串行转为并行,再送到屏幕上。

图1(略)

MPL接口技术通过多个方法节省能源。首先,MPL技术采用低电流模式信号传输电路传送数据,使系统电流不会超过几百 A,但仍确保系统可以提供几百Mbps的带宽。较低的电流及较低电压的供电有助限制开关电压尖峰,减少噪音,而且只为线路增添极微弱的电压。由于线路电压较低,因此无需将线路/负载电容充电/放电,比高摆幅信号传输电路更优胜。这款芯片组还设有节能功能(中断联系),每当该接口无需工作时,可停止为其供应电流,以便为系统节省更多电力。此外,由于数据及时钟脉冲分开传送,因此接收器无需装设会消耗较多电能的锁相环路或编码器。若系统已有高速时钟脉冲,发送器也无需加设锁相环路或编码器。

基于以下原因,MPL 接口技术只产生极少的电磁干扰:

1)10mV 的转换电压 (极微弱的 dV/dT)

2)150/450 A 信号传输状态

3)边沿较软 (soft edge) 的电流模式传输

4)信号线路及 MPL 接地之间的环路只有极微量的电流

5)时钟与频率同步

6)专用的电流回流路径/细小的环形天线

在减少成本方面,MPL接口技术有以下优势:

1)传输信号线减少,由原本的16条减少至4条,flex cable也因而减少,成本自然减少。

2) flex cable connector的尺寸可以减少

3) EMI减低,设计师可以更容易处理机内的布线设计,减低设计周期。

4)MPL拥有电平转换功能,例如baseband是1.8V逻辑信号,但显示的逻辑信号是3V,传统手机需要level shifter把1.8V转为3V或相反;但MPL已有电平转换功能,故不需外加level shifter。

元器件的标准对产品设计的重要性是显而易见的。对设计师来说,标准的元器件产品可以让他们在作设计时有所依据,而且供应商的选择也会更多。美国国家半导体对接口技术的研发开始于1995年,当年推出了FPD-Link(低电压差分信号传输/LVDS)技术,1996年推出电源抑制比(RSDS)技术,1999年推出LVDS+RSDS技术。在电源管理方面,2003年推出了PowerWise Interface公开接口标准,2004推出MPL技术。MPL技术是美国国家半导体推向业界的一个公开的便携式设备用的串行接口标准。MPL物理层技术建立在美国国家半导体的高速接口及显示技术基础之上,是美国国家半导体推向业界的一个认可的公开的便携式设备用的串行接口标准。它对于便携式产品设计来讲具有重要的意义。

         
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