公網(wǎng)加密雙智能手機(jī)的MIPI設(shè)計(jì)方法

鐘思源

【摘要】 隨著新的總線協(xié)議不斷提高信號的傳輸速率，如今的PCB 設(shè)計(jì)人員需要不斷更新MIPI信號的設(shè)計(jì)方法，來滿足產(chǎn)品對MIPI線路更高的抗干擾和更高速率傳輸?shù)囊?。本文所述公網(wǎng)加密雙智能手機(jī)在MIPI布局，布線及阻抗設(shè)計(jì)方面都有了新的嘗試，希望為EDA設(shè)計(jì)者提供一些技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】 雙智能手機(jī) MIPI

一、MIPI信號設(shè)計(jì)特點(diǎn)

MIPI （Mobile Industry Processor Interface）是由ARM、Nokia、ST、TI等公司聯(lián)合組建的設(shè)計(jì)聯(lián)盟。目的是把手機(jī)內(nèi)部的接口如攝像頭、顯示屏接口、射頻/基帶接口等標(biāo)準(zhǔn)化，從而減少手機(jī)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和增加PCB等設(shè)計(jì)的靈活性。

·MIPI的兩種傳輸模式：

控制目的的低功耗（LP）傳輸模式，單線異步傳輸，0-1.2V電平，速率最高10MHz。

數(shù)據(jù)交換目的的高速（HS）傳輸模式，差分同步傳輸，0.1-0.3V電平，每個(gè)通道80Mbps-1Gbps。

·MIPI的三種主要通道類型：單向時(shí)鐘通道、單向數(shù)據(jù)通道、雙向數(shù)據(jù)通道。

二、公網(wǎng)加密雙智能手機(jī)與普通手機(jī)MIPI布局差異

公網(wǎng)加密雙智能手機(jī)，即可加密的擁有雙套智能系統(tǒng)的手機(jī)，可同時(shí)待機(jī)于公共網(wǎng)絡(luò)和特殊行業(yè)的專網(wǎng)，如軍工系統(tǒng)等特殊頻段的網(wǎng)絡(luò)。

三、公網(wǎng)加密雙智能手機(jī)的PCB布線設(shè)計(jì)要求

·參考層： MIPI 信號線（帶狀線或微帶線），需要連續(xù)的參考層。如無法滿足，則參考層需比MIPI 信號線單邊寬4W 以上（W 為MIPI 走線寬度）。

· 等長：為了保證兩個(gè)差分信號能同時(shí)到達(dá)接收端，不會因?yàn)橄辔徊顚?dǎo)致接收錯(cuò)誤。 MIPI 線對內(nèi)的長度誤差需控制在10mil 以內(nèi)，線對組之間長度誤差控制在200mil 以內(nèi)；

·對稱性：MIPI 線對要始終保持等長和等距。 對稱是為了保證走線阻抗一致，減少反射。

·遠(yuǎn)離干擾：MIPI 線對之間要保持至少2W 以上的間距，MIPI 信號線應(yīng)遠(yuǎn)離其它高速信號（如并行數(shù)據(jù)線，時(shí)鐘線等），保持3W 以上的距離且不要平行走線。

具體走線方式見下圖2：左側(cè)為推薦方式，右側(cè)為不推薦。

四、公網(wǎng)加密雙智能手機(jī)的差分阻抗控制要求

（1）PCB 走線的關(guān)鍵參數(shù)之一是其特性阻抗：即波沿導(dǎo)線傳送時(shí)電壓與電流的比值。高速信號的阻抗與器件所要求的特性阻抗必須一致，簡稱為“阻抗控制”。影響阻抗控制的因素主要有： 走線寬度、線間距、導(dǎo)線厚度（銅厚）、絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)及厚度等。MIPI 的差分線阻抗控制標(biāo)準(zhǔn)是100 歐姆，誤差范圍±10%。差分阻抗值推薦用仿真軟件來計(jì)算（推薦軟件：Polar Si9000V7.1）

（2）阻抗控制方法實(shí)例：以10層2階，板厚1.0mm 的PCB板設(shè)計(jì)為例。MIPI差分阻抗控制可參考下列A和B兩種方式。

A：L5層線寬是0.1MM網(wǎng)絡(luò)做差分100歐姆阻抗控制，參考地為L4/L6

B：L5層線寬是0.1MM網(wǎng)絡(luò)做差分100歐姆阻抗控制，參考地為L3/L7.挖空L4&L6.;

A與B兩種阻抗線的控制方式相比，A中成品線寬約為2.5mil左右，B則約為3.8mil左右，相對來說B的信號線抗干擾能力更強(qiáng)。但由于B方式需挖空L4&L6;，對內(nèi)層走線空間有較大影響，可根據(jù)實(shí)際情況選擇使用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] Donald E. Thomas， Philip R. Moorby .《The Verilog Hardware Description Language》（Fouth Edition））北京 ：清華大學(xué)出版社 ，2001-8-1

[2] Carver Mead .《超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)導(dǎo)論》（Introduction to VLSI Systems）

[3] 黃捷《 EDA工程技術(shù)叢書·Mentor Graphics高速電路板設(shè)計(jì)》 清華大學(xué)出版社 2014-02-01

[4] 江國強(qiáng) .《EDA技術(shù)與應(yīng)用（第4版）》.北京：電子工業(yè)出版社， 2013-01-01