LV020-多Lane分发与合并

MIPI Alliance Specification for Camera Serial Interface 2 (CSI-2)——8 Multi-Lane Distribution and Merging

一、概述

CSI-2 是一个 lane 可扩展的规范。CSI-2 是一个可扩展 Lane 的规范。对带宽有更高要求、需要多于一条 Lane 的应用，或者哪些想要避免高时钟频率的应用，都能通过扩展数据路径到更多条 Lane 来获得近似线性增长的峰值带宽。多条 Lane 的情况下，更高层的字节流数据和每条 Lane 上传输的串行 bit 或符号（symbol）流的映射关系有明确地定义，以便 host 侧处理器和外设之间在使用多条 Lane 的时候能够兼容。

概念上讲，在 PHY 和更高层次的功能层之间，有一个中间层用来处理多 Lane 配置。CSI-2 的发送器中有一个 LDF（Lane Distribution Function），它从 LLP（Low Level Protocol）接收数据包，并且将数据包的字节分发到 N 条 Lane 上，每条 Lane 都是一个独立的物理层逻辑单元和传输电路。CSI-2 接收器中有一个 LMF（Lane Merging Function），它从 N 条 Lane 中收集字节数据，并且将多 Lane 的字节数据合并为完整的数据包，交给接收器的 LLP 层的分解器（decomposer）处理。

Lane 数据分发器（Distributor）可以处理任意字节长度的传输，可以缓冲 N * b 字节（N：Lane 的数量，D-PHY 的 b = 1， C-PHY 的 b = 2）。然后在 N 条 Lane 上并行地发送这组 N * b 个字节的数据，接收方每 Lane 接收 b 个字节。在发送数据前，所有 Lane 会并行地发起 SoT 序列来通知它们连接的接收单元开始接收包的首字节。在 SoT 之后，Lane 会并行地发送一组组的数据包的后续字节，这些分组遵循 round-robin 流程挨个轮询。

二、D-PHY 物理层的 Lane 数据分发

1. D-PHY 2-Lane 数据分发

2-Lane 系统（图 22）：数据包的字节 0 进入 Lane 1，字节 1 进入 Lane 2，字节 2 进入 Lane 1，字节 3 进入 Lane 2，字节 4 进入 Lane 1，以此类推。

2. D-PHY 3-Lane 数据分发

MIPI Alliance Specification for Camera Serial Interface 2 (CSI-2)——Figure 23 Three Lane Multi-Lane Example

3. D-PHY 4-Lane 数据分发

MIPI Alliance Specification for Camera Serial Interface 2 (CSI-2)——Figure 24 Four Lane Multi-Lane Example

三、Multi-Lanes 互通性

当使用多于1条数据Lane的时候，Lane数据分发和合并层要能通过CCI接口进行重配置。

一个N条数据Lane的接收器要和一个M条数据Lane的发送器连接，当多于1条数据Lane被使用时，需要通过CCI配置CSI-2发送器和接收器里的Lane分发和合并层。

因此，如果M <= N，N条数据Lane的接收器能够和此发送器工作，使用M条数据Lane。如下图所示：

这种情况下，没有性能损失，因为发送器的所有Lane都使用到了，接收器也有足够的数据Lane来匹配发送器。

如果M>N，M条数据Lane的发送器能够和此接收器工作，使用N条数据Lane。如下图所示：

这种情况下，由于发送器不能使用所有数据Lane，因此可能会有性能损失（是否有损失要看分辨率和帧率之类的因素），接收器必发送器的数据Lane要少。