MIPI D-PHYv2.5笔记（20） -- High-Speed Data-Clock Timing

news2025/1/9 2:17:23

PHY是在Forward Direction中的源同步接口（source synchronous interface）。无论是处于Forward还是Reverse信号模式，只能有一个时钟源。在Reverve Direction中，时钟是在Forward Direction中被发送的。

图1 Conceptual D-PHY Data and Clock Timing Reference Measurement Planes

High-Speed Clock Timing

链路的Master侧发送差分时钟信号到Slave侧用于数据采样。这个信号是一个DDR（half-rate）时钟，时钟信号每个数据bit时间有一次转换。所有用于正确的数据采样时序关系，都是相对于时钟转换来定义的。因此在实现方案上，时钟可能使用频率扩展调制（frequency spreading modulation）来降低EMI。

DDR时钟信号要和数据信号维持正交相位关系。数据在时钟信号的上升沿（rising edge）和下降沿（falling edge）上被采样。这里的“上升沿”指的是差分信号的“上升沿”，即CLKp - CLKn（"- "表示减号）,对于“下降沿”，意义是类似的。因此时钟信号的周期是两个连续的瞬时data bit times之和（sum of two successive instantaneous data bit times）。

图2 DDR Clock Definition

从图1中可以看到，产生DDR时钟和发起串行数据的时钟源是同一个。由于时钟和数据信号共同传播在一个特定偏斜（skew）的通道上，接收器中时钟可以被直接用来采样数据信号线。对于正在进行的Burst，系统能够适应UI中的瞬时变化，这个变化由 $\Delta UI$ 所定义的。作为一个转发时钟（forward clock）链路，预期跟踪到的低频抖动（low frequency jitter）最大到 $data\ rate/20$ 。比如：

225MHz at 4.5 Gbps
125MHz at 2.5Gbps
75MHz at 1.5Gbps

超过 $data\ rate/2$ 的高频抖动能够被忽略。

关于时钟抖动和偏斜的资料，可以参考一下这篇文章：

https://www.cnblogs.com/amxiang/p/14958329.htmlhttps://www.cnblogs.com/amxiang/p/14958329.html 被允许出现的瞬时UI变化能导致大的、瞬时的数据速率变化。因此设备要带适当的逻辑功能来适应这些瞬时变化。推荐的一些方法，比如除了PHY外，带一个适当的FIFO逻辑，或提供一个精确的时钟源到Lane模块来消除这些瞬时变化，或者设计一个PHY之外的数据接收器（data sink outside the PHY）来容忍UI变化。

设备要符合Period Jitter限制。

当SSC（Spread Spectrum Clocking）禁用时，Period Jitter被定义为一个时钟周期的峰峰偏差（peak-to-peak deviation）比上连续32k时钟周期的平均值（这里不太理解，原文是"the average of 32 k periods of continuous clock cycles"）。

当SSC启用时，Period Jitter被定义为一个时钟周期的峰峰偏差比上一个或多个完整的SSC调制周期的平均时钟周期。