MIPI Skew Calibration

原创于 2025-12-19 09:16:21 发布 · 417 阅读

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MIPI Skew Calibration（ skew 校准）信号的核心作用是：测量并补偿 MIPI 链路中数据通道之间，以及数据通道与时钟通道之间由于传输延迟不一致而产生的“偏斜”，从而确保接收端能够正确地、同步地采样所有数据，保证高速数据传输的可靠性。

简单来说，它就是用来“对齐”所有信号的。

在高速 MIPI 接口（如 D-PHY 和 C-PHY）中，数据速率非常高（可达数 Gbps）。在这样的速度下，任何微小的物理差异都会导致严重问题。

产生 Skew（偏斜）的原因：

PCB 布线长度差异：在电路板上，从处理器到传感器/显示屏的 MIPI 数据线（如 Data0, Data1...）和时钟线的物理长度不可能做到完全一致。即使是 1 毫米的差异，在高速信号下也会导致明显的时序偏移。
芯片内部路径差异：在发射端和接收端的芯片内部，信号经过的缓冲器、驱动器的延迟也可能有细微不同。
信号完整性效应：不同走线的负载、串扰等效应不同，导致信号传播速度有微小差异。

如果不进行校准会怎样？

MIPI 接口（以 D-PHY 为例）采用源同步时钟方式。即接收端使用发送端提供的时钟（CLK）来锁存数据线（D0, D1...）上的数据。

校准过程通常在系统启动初始化时进行，是一个自动化的过程。

基本原理：
发送端（通常是应用处理器 AP）发送一个特定的、已知的校准模式（Calibration Pattern）到接收端（通常是摄像头或显示屏）。接收端（或有时是发送端）的专用硬件电路通过比较这个已知模式和接收到的模式，来测量每个数据通道相对于时钟通道的延迟量。

具体步骤（以接收端校准为例）：

经过这个流程后，所有数据通道的信号在到达接收器的采样电路时，在时间上就被“对齐”了，确保了时钟能在最佳的时刻进行采样。

MIPI D-PHY：Skew Calibration 非常关键，因为其高速传输对时序非常敏感。校准信号是协议的一部分。
MIPI C-PHY：C-PHY 没有独立的时钟线，它采用嵌入式时钟。其校准机制更为复杂，通常称为 “Line Calibration”，它需要校准三条线（A, B, C）组成的每个 Lane 内部的相位关系，以确保三电平信号能被正确解码。

方面	作用描述
根本目的	消除高速并行信号间的传输延迟差异，确保建立和保持时间满足要求。
解决的问题	因 PCB 布线、芯片内部路径等导致的信号“偏斜”，防止数据采样错误。
带来的好处	提高系统可靠性和鲁棒性，降低对 PCB 布线的苛刻要求（允许一定的长度差异），提升量产良率。
发生时机	通常在系统上电初始化阶段进行。
重要性	对于实现稳定、无错误的高速 MIPI 数据传输（尤其是在高分辨率摄像头和显示屏中）是必不可少的一环。