RFFE中MIPI协议

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MIPI官网

https://www.mipi.org

MIPI联盟

移动产业处理器接口（Mobile Industry Processor Interface 简称MIPI）联盟。

MIPI （Mobile Industry Processor Interface）协议是 MIPI 联盟（MIPI Alliance）提出的用于标准化移动终端系统各器件间通信的通信协议。2003年，ARM，Nokia，ST(意法半导体)，TI(美国德州仪器)四家公司成立了一个联盟，叫做MIPI联盟。成立这个联盟的目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。

经过多年发展，截止2019年12月，MIPI联盟已经发布48份标准，应用领域也扩展至汽车、工业及AR/VR等领域。MIPI联盟拥有包括终端厂商、器件厂商、平台厂商以及测试厂商在内的339个会员单位。MIPI协议成为手机终端各器件通信的主流标准协议。

MIPI并不是一个单一的接口或协议，而是包含了一套协议和标准，以满足各种子系统（图像子系统[摄像头和显示器]、存储子系统、无线子系统、电源管理子系统、低带宽子系统[音频、键盘、鼠标、蓝牙]）独特的要求。

MIPI RFFE（MIPI RF Front-end，MIPI射频前端）是MIPI联盟RFFE工作组在2010年推出的用于移动终端射频前端控制的控制接口标准。在MIPI RFFE推出之前，射频前端的控制解决方案复杂，如果用并行的GPIO口进行控制，需要接口过多，系统成本无法承载。2010年，MIPI联盟推出用于射频前端控制的MIPI RFFE协议。MIPI RFFE协议总线由一根电源线（VIO）以及两根控制线（SCLK和SDATA）构成，实现简单，易于部署，可实现时序范围要求内的近实时控制。

在过去10多年里，无线终端通信协议从3G演进至4G、5G，MIPI协议也不断演进。目前，MIPI协议已演进至V3.0版本，支持多种Trigger模式，适应5G通信系统中更多器件以及更严苛的时序控制要求。

MIPI RFFE系统架构

如下图是MIPI RFFE的系统架构：

 一个MIPI RFFE的架构通常包含：

• Signal Bus：包含SCLK和SDATA两条信号线
• RFFE Master Device：控制系统MIPI signal bus的器件，一般为手机系统中的RFIC（transceiver），单个MIPI系统最多可支持4个Master device
• BOM：Bus Own Master，任一时刻只能有一个BOM被激活
• RFFE Slave Device：MIPI受控器件，一般为射频前端模组，例如PA、LNA、Switch等，单个MIPI系统最多可支持15个device

一个Slave器件会有三种状态，分别为Active、Shutdown和Startup。

• VIO控制MIPI系统是否Shutdown
• 当VIO=high时，MIPI进入Startup状态，随后自动进入active状态

MIPI RFFE的ID配置

MIPI RFFE中定义了多种ID，ID作为MIPI中Slave器件的识别代号有着非常重要的作用。

MIPI RFFE包含的相关ID以及对应寄存器地址、说明如下：

• MID（Manufacturer ID）：每个厂商在加入MIPI Alliance之后都会被分配一个专门的MID，可以从官网（https://mid.mipi.org/）查询到
• PID（Product ID）：由厂商自行管理给不同产品配置不同的PID，在MIPI RFFE V2.1引入了Extend-PID，这样PID就包含16bits供配置
• USID（Unique Slave ID）：MIPI bus主要通过USID对Slave器件进行寻址，USID共4bits 16组状态，但一个MIPI bus上最多15个Slave器件，MIPI RFFE定义SID=0b0000时为广播ID，即BSID（Broadcast Slave ID）

MID和PID所对应的寄存器都是read-only，而USID一般有一个默认的值，同时可以支持可编程。原因是MIPI指令是以USID进行寻址的，当一个MIPI bus上的所有Slave器件存在两个或以上的USID是相同的时候，会导致无法区分，因此可编程的USID至关重要。