移动产业处理器接口（MIPI）联盟成立于2003年，旨在实现智能手机硬件和软件接口的标准化。如今，该组织提供了一套全面的规范体系，用于定义移动设备和汽车内部芯片组、处理器以及外围设备（传感器和显示器）之间的接口。

MIPI联盟为移动设备定义了六种类型的接口：物理层、多媒体、芯片间通信、设备控制与数据管理、系统调试以及软件集成。每种接口均旨在实现移动设备的核心特性：低功耗、高带宽、低pin数以及低电磁干扰。
 

・物理层（Physical Layer） 定义所传输和接收信号的电气特性（例如 C-PHY、D-PHY、M-PHY 等）。

・多媒体（Multimedia） 定义外围设备信号的编码和解码协议（例如 CSI-2、DSI-2 等）。

・芯片间通信（Chip-to-Chip） 对 MIPI 处理器与组件之间传输和接收的数据进行协议化处理（例如 DigRF、UniPro 等）。

・设备控制与数据管理（Device Control & Data Management） 对用于管理和监控 MIPI 子系统的控制信号（例如 I3C、RFFE、SPMI、BIF 等）。

・系统调试（System Debugging） 标准化对 MIPI 传感器和外围设备的调试、测试及诊断访问方式（例如通过 I3C、USB 等进行调试）。

・软件集成（Software Integration）标准化 软件与硬件之间的接口，以确保操作系统、驱动程序和固件能够以统一的方式控制 MIPI 组件（例如 DisCo、HCI、TCRI 等）。

物理层规范 D-PHY 和 C-PHY， 主要用于视频组件（例如摄像头和显示器）的接口连接。这些规范旨在实现可扩展的带宽和低功耗，定义了 MIPI 设备之间的物理和电气接口，包括底层时序和协议。标准通道的传输速率如下所示：

•    2.5 Gbps (v1.2)
•    4.5 Gbps (v2.X)
•    9.0 Gbps (v3.X)
 

•    6.4 Gbps (v1.1)
•    8.0 Gbps (v1.2)
•    13.7 Gbps (v2.X, v3.0)
•    17.8 Gbps (v3.1)
 

单个 D-PHY 接口最多支持 4 条差分信号通道（1 条为必选，3 条为可选）。时钟信号由主设备以转发时钟模式（Forwarded Clock Mode，FCM）或嵌入式时钟模式（Embedded Clock Mode，ECM）提供。在 FCM 中，时钟信号通过专用的差分通道进行传输。相比之下，在 ECM 工作模式下，时钟信号从嵌入式数据流中恢复，因此 ECM 无需设置专用的时钟通道。D-PHY 规范要求每条通道均采用差分连接，目标阻抗为 100 欧姆；但是，发送器的差分输出阻抗可能在 80 欧姆至 125 欧姆之间变化。

C-PHY 协议通过在接收端检测三个单端连接之间的电压差来对数据进行编码和解码。因此，每条通道均由 3 个单端连接组成，如下图所示。C-PHY 规范要求每个单端连接的阻抗为 50 欧姆。该架构使信号传输的差模阻抗和共模阻抗分别为 100 欧姆和 25 欧姆。时钟信号从嵌入式数据流中恢复，因此，C-PHY 接口无需设置时钟连接。

最大限度提升信号完整性（SI）

D-PHY 和 C-PHY 链路的信号完整性（SI）对于实现其规定的传输速率至关重要。在高速传输介质中，以下电气现象可能会降低 SI 性能。

•  插入损耗（Insertion Loss，IL） 
•  回波损耗（Return Loss，RL） 
•  近端串扰（Near-end Crosstalk，NEXT） 
•  远端串扰（Far-end Crosstalk，FEXT） 
•  电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）

插入损耗（Insertion Loss，IL）主要由绝缘材料的介电特性以及信号传输路径的串联电阻决定；而回波损耗（Return Loss，RL）则源于信号路径中各组件之间的阻抗不匹配。串扰（包括 近端串扰（NEXT） 和 远端串扰（FEXT））是由相邻信号路径之间的电磁耦合所引起的。在采用同轴电缆的系统中，串扰通常发生在连接器部位，因为该区域的信号导体彼此距离较近。通过对材料特性和结构几何设计进行精确控制，连接器设计能够优化上述各项信号完整性（SI）参数，包括：插入损耗（IL）, 回波损耗（RL）, 近端串扰（NEXT）, 远端串扰（FEXT）从而实现更优异的信号完整性性能。

只有在公座和母座实现牢固嵌合并完成可靠机械固定的情况下，连接的信号完整性（SI）性能才能得到保证。因此，充足的保持力对于维持连接嵌合后的信号完整性至关重要。通过在公座上增加机械锁扣结构，使其与母座可靠嵌合，可以显著提高连接器的保持力。在移动设备应用中，互连系统通常需要承受较高水平的冲击和振动，因此连接器上的机械锁扣往往是不可或缺的设计要素。

在单端传输中，EMI 主要是由屏蔽层的不连续处或缝隙处泄漏的高频能量引起的。这些缝隙通常出现在连接嵌合处，由端接设计不当或屏蔽结构不足引起。

在差分信号传输中，EMI 主要来源于未得到抑制的共模信号，而共模信号很大程度上是由对接连接处发生的模式转换产生的。高速连接器经过设计，可保持信号平衡并尽量减少模式转换；但是，由于屏蔽层端接的制造公差，仍不可避免地会产生一定程度的模式转换。

降低电磁干扰辐射并提升抗干扰能力最有效的方式，是利用接地结构将连接器内的信号路径完全包覆起来。I-PEX 提供采用全屏蔽设计的连接器，以满足严格的 EMI 认证要求。

I-PEX 专注于制造连接器和线缆组件，通过精心设计，实现信号完整性（SI）最大化、电磁干扰（EMI）最小化，并提供高保持力。这些特性使我们的解决方案非常适用于 D-PHY 和 C-PHY 等高速接口。
CABLINE^® 和 NOVASTACK^® 系列长期以来一直用于 D-PHY 和 C-PHY 设备之间的互连，其主要特点如下所示。

CABLINE^® 系列 (CABLINE^®-CA II 与 CABLINE^®-UM)

I-PEX 的 CABLINE^®系列是业内首款超小型极细同轴连接器。自 1996 年推出以来，CABLINE^®连接器已广泛应用于 USB4、Thunderbolt、PCIe、MIPI D-PHY 和 MIPI C-PHY 等高速接口的互连。

*Characteristic impedance unmatching.

该系列中的 CABLINE^®-CA II 和 CABLINE^®-UM 连接器凭借以下主要特点，广泛用于 D-PHY 和 C-PHY 接口之间的互连：

•   出色的信号完整性（CABLINE^®-CA II：最高 32 Gbps/通道；CABLINE^®-UM：40 Gbps/通道 PAM3）
•   高保持力（机械锁扣）
•   卓越的 EMI 抑制性能（对接后实现 360° 屏蔽）
•   较高的工作温度范围（-40 至 105 °C）

CABLINE^®-CA II 和 CABLINE^®-UM 连接器可为移动设备中的高速链路提供所需的机械稳定性和信号完整性。CABLINE^®连接器的另一项优势是其制造灵活性；线缆组件可根据不同需求配置不同的pin数和线缆类型。Pin数和同轴线缆尺寸的标准选项如上表所示。CABLINE^®-CA II 和 CABLINE^®-UM 连接器的模拟信号完整性（SI）性能如下所示。

NOVASTACK^® 系列 (NOVASTACK^® 35-HDP 与 NOVASTACK^® 35-HDN)

I-PEX 的 NOVASTACK^®系列是专为板对板和板对FPC连接而设计的高密度连接器。NOVASTACK^®连接器支持高达 20 GHz 的频率传输，并提供多种堆叠高度和 FPC 类型选择。

该系列中的 NOVASTACK^® 35-HDP 和 NOVASTACK^® 35-HDN 连接器凭借以下主要特点，非常适合在移动设备的 PCB 之间传输 C-PHY 和 D-PHY 信号：

•  优异的信号完整性（最高支持 40 Gbps）
•  高信号密度（最高支持 62 个引脚）
•  低背设计（对接高度 0.7 ± 0.05 mm）
•  卓越的 EMI 抑制性能（对接后实现 360° 屏蔽）
•  专用电源Pin（4 个pin，每个pin 4.5 A，仅适用于 NOVASTACK^® 35-HDP）

由于电路板通常采用固定安装方式，因此没有机械锁扣通常不会影响板对板连接的稳定性。然而，板对 FPC 的连接需要足够的保持力，以确保连接的可靠性。NOVASTACK^® 35-HDP 和 NOVASTACK^® 35-HDN连接器即使没有锁扣机构，也能够承受严苛的工作环境。可提供的pin数如上表所示。NOVASTACK^® 35-HDP 和 NOVASTACK^® 35-HDN 连接器的模拟信号完整性（SI）性能如下所示。

如前文所述，线缆组件中的连接器应最大限度地提高信号完整性（SI）、降低电磁干扰（EMI），并提供足够的保持力。在选择线缆组件所使用的线缆时，I-PEX 提供两种选择：超小型极细同轴（MCX）线缆和柔性印刷电路（FPC）线缆。CABLINE®系列适用于 MCX 线缆，而 NOVASTACK®系列适用于 FPC 线缆以及板对板连接。

选择线缆时，必须考虑以下因素。

•  特性阻抗 – 线缆的特性阻抗应与连接器以及发射器/接收器的特性阻抗相匹配，以最大限度地减少信号反射（RL）。此外，在弯曲、扭转和热冲击等机械及环境应力下，特性阻抗也应保持稳定。
•  插入损耗（IL） – 以系统阻抗为参考时，线缆组件（连接器和线缆）的插入损耗必须满足系统的 IL 损耗预算。
•  回波损耗（RL） – 以线缆的特性阻抗为参考时，应尽可能降低线缆的回波损耗。

I-PEX 专注于高速互连产品的设计与制造，并可根据需求定制pin数和线缆类型。我们的部分解决方案非常适合用于移动设备中的 D-PHY 和 C-PHY 连接。本文重点介绍了CABLINE^®-CA II、CABLINE^®-UM、NOVASTACK^® 35-HDP 和 NOVASTACK^® 35-HDN；此外，I-PEX 还拥有其他系列产品，可提供同等水平的信号完整性、机械可靠性和设计灵活性。如需了解更多信息，请通过以下链接联系我们：I-PEX 联系我们