Kommunikationsmesstechnik Tipps für den optimalen M-PHY-Test

Etwa 3 Milliarden MIPI-fähige ICs werden derzeit durchschnittlich pro Jahr ausgeliefert, aber nur rund 100 Millionen davon unterstützten die leistungsfähige M-PHY Low-Power-Spezifikation. Dies dürfte sich in den kommenden Jahren ändern, deshalb hier einige Tipps für den M-PHY-Test.

Für Entwickler, die häufig mit schnellen seriellen Standards, wie USB und PCI, arbeiten, werden die änderbaren Gears, Terminierungen und Amplituden von M-PHY neue Testherausforderungen darstellen. Für Entwickler von Mobiltelefonen, die bislang mit langsameren Geschwindigkeiten gearbeitet haben, ergeben die höheren Geschwindigkeiten mit M-PHY neue Herausforderungen hinsichtlich der Signalintegrität speziell im Hinblick auf Timing, Jitter und andere Störungen. Eine Anforderung besonders für die High-Speed-Varianten (HS2, HS3) ist der Empfänger-Stresstest.

Die MIPI M-PHY-Spezifikation verwirklicht die Vision der MIPI Allianz einer einzigen mobilen Low-Power-PHY, die ausreichend leistungsfähig für aktuelle und zukünftige mobile Geräte ist. Sie ist die mobile PHY der Zukunft für Smartphones und Tablet-PCs und wird vermutlich in allen Geräten der nächsten Generation eingesetzt, welche die Leistung eines PCs mit der Flexibilität und der langen Batterielebensdauer eines mobilen Geräts kombinieren.

Der erste MIPI-PHY-Standard D-PHY wurde im Jahr 2005 vorgestellt und ist heute in den meisten mobilen Geräten zu finden. D-PHY wird häufig verwendet, um einen Anwendungsprozessor über das MIPI Camera Serial Interface (CSI) mit einer Kamera und den Anwendungsprozessor über das MIPI Display Serial Interface (DSI) mit dem Display des mobilen Geräts zu verbinden. Der Anwendungsbereich von D-PHY wurde aufgrund inhärenter Einschränkungen der Architektur, welche die Übertragungsgeschwindigkeit auf 1,5 Gbps begrenzen, nicht über die Kamera und das Display hinaus erweitert. Dies wurde vor einigen Jahren noch nicht als Einschränkung betrachtet, ist aber heute für den Datenverkehr in den aktuellen Smartphones und Tablet-PCs zu langsam.

Die M-PHY Spezifikation ist eine Neuentwicklung für einen langfristigen Einsatz. Es wurde ein serieller PHY mit geringer Pin-Zahl und integriertem Takt entwickelt, der mehrere Transfer- und Energiesparmodi unterstützt. M-PHY unterstützt Datenraten von 10 kbps bis zu 5,8 Gbps. Dies ist eine ausreichende Bandbreite, um die verschiedenen Datenschnittstellen innerhalb eines mobilen Geräts zu unterstützen. Schnittstellen, die M-PHY verwenden, beinhalten mehrere MIPI Standards (CSI-3, DSI-2, LLI, UniPro und DigRF), den USB SSIC Standard, den Universal Flash Storage (UFS) Standard und seit kurzem auch den M-PCIe Standard. Die Schnittstellen sind in einer Schichtstruktur organisiert (Bild 1).