公網加密雙智能手機的MIPI設計方法

鐘思源

【摘要】 隨著新的總線協議不斷提高信號的傳輸速率，如今的PCB 設計人員需要不斷更新MIPI信號的設計方法，來滿足產品對MIPI線路更高的抗干擾和更高速率傳輸的要求。本文所述公網加密雙智能手機在MIPI布局，布線及阻抗設計方面都有了新的嘗試，希望為EDA設計者提供一些技術參考。

【關鍵詞】 雙智能手機 MIPI

一、MIPI信號設計特點

MIPI （Mobile Industry Processor Interface）是由ARM、Nokia、ST、TI等公司聯合組建的設計聯盟。目的是把手機內部的接口如攝像頭、顯示屏接口、射頻/基帶接口等標準化，從而減少手機設計的復雜程度和增加PCB等設計的靈活性。

·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。

數據交換目的的高速（HS）傳輸模式，差分同步傳輸，0.1-0.3V電平，每個通道80Mbps-1Gbps。

·MIPI的三種主要通道類型：單向時鐘通道、單向數據通道、雙向數據通道。

二、公網加密雙智能手機與普通手機MIPI布局差異

公網加密雙智能手機，即可加密的擁有雙套智能系統的手機，可同時待機于公共網絡和特殊行業的專網，如軍工系統等特殊頻段的網絡。

三、公網加密雙智能手機的PCB布線設計要求

·參考層： MIPI 信號線（帶狀線或微帶線），需要連續的參考層。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：為了保證兩個差分信號能同時到達接收端，不會因為相位差導致接收錯誤。 MIPI 線對內的長度誤差需控制在10mil 以內，線對組之間長度誤差控制在200mil 以內；

·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。

·遠離干擾：MIPI 線對之間要保持至少2W 以上的間距，MIPI 信號線應遠離其它高速信號（如并行數據線，時鐘線等），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：左側為推薦方式，右側為不推薦。

四、公網加密雙智能手機的差分阻抗控制要求

（1）PCB 走線的關鍵參數之一是其特性阻抗：即波沿導線傳送時電壓與電流的比值。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、導線厚度（銅厚）、絕緣介質的介電常數及厚度等。MIPI 的差分線阻抗控制標準是100 歐姆，誤差范圍±10%。差分阻抗值推薦用仿真軟件來計算（推薦軟件：Polar Si9000V7.1）

（2）阻抗控制方法實例：以10層2階，板厚1.0mm 的PCB板設計為例。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網絡做差分100歐姆阻抗控制，參考地為L4/L6

B：L5層線寬是0.1MM網絡做差分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。但由于B方式需挖空L4&L6;，對內層走線空間有較大影響，可根據實際情況選擇使用。

參 考 文 獻

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

[2] Carver Mead .《超大規模集成電路系統導論》（Introduction to VLSI Systems）

[3] 黃捷《 EDA工程技術叢書·Mentor Graphics高速電路板設計》 清華大學出版社 2014-02-01

[4] 江國強 .《EDA技術與應用（第4版）》.北京：電子工業出版社， 2013-01-01