零、引言

随着显示技术的不断进步，为了满足越来越高分辨率、高帧率的交互场景，不断地涌现出一些不同类型的显示屏接口。显示屏接口的分类主要根据其传输信号的类型和能力，常见的外接显示接口有：VGA、DVI、HDMI、DP、USB-C、Type-C 等；内接显示屏接口（直接接到显示屏的）有：MIPI、LVDS、eDP 和 LCD RGB 接口等。本次针对 MIPI 接口予以介绍。

MIPI 接口是一种主要用于移动设备的显示接口标准，支持多种功能，包括摄像头、显示屏和射频接口的标准化。MIPI DSI 不仅能够传输视频数据，还能传输控制指令，使用 LVDS 信号进行数据传输。MIPI 接口 LCD 包括差分时钟和数据差分线，以及必要的控制信号。

MIPI 接口与 LVDS 面向的对象一致，均适用并常用于需要高速数据传输和低功耗的移动设备，例如各种小型相机、运动相机等。

MIPI 显示屏接口及管脚定义：

MIPI（Mobile Industry Processor Interface）显示屏接口，即 MIPI DSI（Display Serial Interface），是移动行业处理器接口联盟定义的一种用于移动设备中的高速串行接口。它主要用于处理器与显示模组之间的通信，支持传输像素数据和控制信号。MIPI DSI 接口由多个层组成，包括物理层（PHY）、通道管理层（Lane Management）、低层协议层（Low Level Protocol，LLP）和应用层（Application Layer）。
MIPI DSI 屏幕一般有以下几种信号，如图所示：

1. MIPI 时钟线：CLK
2. MIPI 数据线：DATA，最大为 4 Lane（仅可以为 1/2/4 Lane）
3. 背光控制信号：BACKLIGHT
4. 复位引脚：RESET
5. Panel 电源供电：POWER

下面将介绍本人关于 MIPI 接口电路的器件选型及原理图设计。

一、核心器件选型：J10 (AXT530124)

• 器件类型：30-pin 浮动型板对板（B2B）或 FPC 连接器（常见于松下 AXT 系列，间距通常为 0.4 mm，叠层高度低，非常适合紧凑型音视频硬件）。

• 引脚定义与信号流向：

  <ul> <li> <p><strong>MIPI D-PHY 差分对（Pins 1-9）</strong>：包含 4 组数据通道（<code>RD0</code> 到 <code>RD3</code>）和 1 组时钟通道（<code>RCN/RCP</code>）。这些是典型的 <strong>MIPI CSI-2 4-Lane</strong> 配置，支持超高带宽的图像传输。</p> </li> <li> <p><strong>控制与时钟信号（Pins 11-15）</strong>：</p> &lt;ul&gt; &lt;li&gt; &lt;p&gt;&lt;code&gt;MCLK&lt;/code&gt;：摄像头主时钟，由主控提供。左侧红框 "Note" 特别提示了时钟源选择（如 &lt;code&gt;CAM_CLK0&lt;/code&gt; 等），并强调了&lt;strong&gt;电压匹配（Attention to the voltage matching）&lt;/strong&gt;，通常需要确保主控引脚电平与模组的 &lt;code&gt;VCC1V8_CAM0&lt;/code&gt; 一致。&lt;/p&gt; &lt;/li&gt; &lt;li&gt; &lt;p&gt;&lt;code&gt;RESET&lt;/code&gt; / &lt;code&gt;PWDN&lt;/code&gt;：复位与休眠控制信号。&lt;/p&gt; &lt;/li&gt; &lt;li&gt; &lt;p&gt;&lt;code&gt;I2C4_SDA/SCL_M3&lt;/code&gt;：用于配置摄像头寄存器的 I2C 总线，挂载了上拉电阻（图中未直接标出，通常在主控端或有专用电平转换）。&lt;/p&gt; &lt;/li&gt; &lt;/ul&gt; &lt;/li&gt; &lt;li&gt; &lt;p&gt;&lt;strong&gt;电源引脚（Pins 16-24）&lt;/strong&gt;：引入了模组所需的所有电压轨，包括 &lt;code&gt;VCC1V8&lt;/code&gt;、&lt;code&gt;VCC1V2&lt;/code&gt;、&lt;code&gt;VCC2V8_AF&lt;/code&gt;（对焦）和 &lt;code&gt;VCC2V8&lt;/code&gt;（模拟）。&lt;/p&gt; &lt;/li&gt; </ul> </li>

关键设计细节

• MIPI 差分阻抗控制：左上角明确标注DPHY: Diff 100 Ω ±10%。在 PCB 布局（Layout）时，这 5 对差分线必须严格做 100 欧姆特征阻抗匹配，且需要严格等长控制，走线远离干扰源。

• 近端去耦电容（右侧红框）：包含 C350~C356 这一排电容，涵盖了 100 nF（0402）和 4.7 μF/10 μF（0603/0402）的组合。

  <ul> <li> <p><strong>选型逻辑</strong>：大小电容并联。100 nF 用于滤除高频噪声，4.7 μF/10 μF 用于储能和滤除低频纹波。设计规范中特别注明 <strong>"Close to FPC Connector"</strong>，必须紧靠连接器引脚放置，以降低寄生电感。</p> </li> </ul> </li> <li> <p><strong>复位 RC 延迟电路</strong>：在 <code>MIPI_DCPHY_CSI_CAM0_RST_H</code> 信号线上，R203（0 Ω）预留，并配合 C357（100 nF）和上拉 R202（51 kΩ）组成了一个简易的硬件复位延迟或滤波网络，确保复位信号的电平稳定。</p> </li>

二、CAM0_POWER（电源管理系统）

摄像头对电源纹波非常敏感（尤其是模拟电源VCC2V8_CAM0，纹波过大会直接在图像上产生暗噪或条纹）。本电路做了兼容设计，针对数字核心供电（VCC1V2_CAM0）提供了DCDC 降压和LDO 稳压两种互斥（或可选）的方案。

1. 1.2 V 核心供电方案：DCDC 还是 LDO？

左下角绿色大框内展示了这两种供电方案的选择逻辑：

关键提示（Note）：According to camera model, DCDC power supply is recommended if the DVDD current exceeds 100 mA.（根据相机模组型号，如果 DVDD 数字电流超过 100 mA，建议使用 DCDC 供电）。

方案 A：高效率 DCDC 降压（绿色框上部 U20）

• 核心器件：U20 (TMI3112H)

  • 器件特性：这是一款高效率的同步整流降压（Buck）芯片，最大输出电流能力高达 3.22A（由电感L22的饱和电流参数暗示）。

  • 工作原理：输入为VCC_3V3_S3，通过内部开关和外部电感L22 (1.0uH)、滤波电容（C360、C361）将电压降至 1.2V（VCC1V2_CAM0）。

  • 图中给出了表格：当需要默认的 1.2V 时，R_bottom选 150K（1%）；若某些模组需要 1.5V 的 DVDD，则将R_bottom换为 100K（1%）。

  • 使能控制：由主控的MIPI_DPHY_CSI_CAM0_PWREN_H信号通过 R205 驱动EN脚，实现上电时序控制。

方案 B：低噪声 LDO 稳压

• 核心器件：U23 (TMI8050)

  • 器件特性：可调（ADJ）型线性稳压器（LDO）。若电流 < 100mA，使用 LDO 可以获得比 DCDC 纯净得多的微伏级纹波，且节省电感成本和 PCB 空间。

  • 选型与调压：同样通过 R209 和 R211 进行分压反馈。表格中给出了精准选型：1.2V 对应 390K，1.5V 对应 220K。

注：在实际贴片（BOM）时，方案 A（U20 及其外围）和方案 B（U23 及其外围）只能二选一焊接（NC 代表不贴片），避免两个输出冲突。

2. 1.8 V、2.8 V 与 AF 供电电路（右侧 LDO 组）

右侧通过三颗独立的 LDO（U21、U22，以及图纸未完全截全的 U24/U25 类器件）将VCC_3V3_S3转换为各路干净的电压：

① VCC1V8_CAM0 (IO 与数字接口供电)

• 核心器件：U22 (TMI8050-18)

  • 选型固定：后缀-18代表固定 1.8V 输出的 LDO，简化了外围设计（无需反馈分压电阻）。

  • 外围配置：输入输出各配置了 1uF/10uF 的陶瓷电容（MLCC）进行去耦。EN脚同样受控于MIPI_DPHY_CSI_CAM0_PWREN_H。

② VCC2V8_CAM0 (AVDD 模拟供电) 与 VCC2V8_AF_CAM0 (自动对焦供电)

• 核心器件：U21 (TMI8050-28)

  • 选型固定：固定 2.8V 输出的 LDO。因为模拟电路（Sensors 的像素阵列）和 AF（马达）对噪声极度敏感，必须使用 LDO 独立供电，防止马达工作时的反向电动势和电流突变干扰到模拟图像信号。

  • LC 滤波网络（磁珠隔离）：

    • 注意看VCC2V8_CAM0经过了一个磁珠 FB1 (180R-100M, 1.5A)隔离后，才变成了VCC2V8_AF_CAM0。

    • 选型逻辑：磁珠 FB1 在高频下呈现高阻抗，能够有效阻止 AF 对焦马达动作时产生的高频尖峰噪声串扰到敏感的模拟电源VCC2V8_CAM0上。

三、MIPI显示屏接口的PCB布局布线要点

1、远离干扰源，防止其他信号干扰到传输速率以及信号的传输质量。
2、所有的显示接口（不管是接口或者是FPC的形式的）尽量靠在板边放置，方便拔插，如PCB有结构上要求，要严格按照结构放置。
3、主芯片与显示接口的位置不要放置的太远，尽量缩短，走线属于高速信号。

四、MIPI显示屏接口的PCB布线要点

1、差分线阻抗：MIPI差分线阻抗100Ω，误差不大于±10%，MIPI信号线下方应有连续的参考层（推荐使用地层），尽量减少走线长度;使用电源平面参考时，不要跨分割;
2、等长要求：差分对内误差应控制在5mil以内，对与对之间的长度误差控制在10mill以内;
3、远离干扰：MIPI信号线应远离其他高速、高频信号，至少保持3W以上的距离，且不能平行走线;
4、过孔：MIPI信号尽量少打过孔，如有过孔则两根线都要有，保持对称性;
包地：MIPI走线可以整组包地，GND包地线每隔150mi打一个GND过孔，实现立体包地;
5、信号隔离：如果使用连接器，MIPI差分信号经过连接器时，相邻差分信号对之间必须使用GND管脚进行隔离。如不方便打孔，差分对之间的间距最15mil。