㈠ 芯片测试——MIPI D-PHY
大家好！由是德科技与上海集成电路技术与产业促进中心（上海ICC）联合撰写的芯片测试系列内容与您见面，本期聚焦在MIPI D-PHY测试，内容整合了双方资深工程师的丰富经验，以下为摘要：
2. MIPI D-PHY技术概览
3. MIPI D-PHY物理层CTS测试
4. MIPI D-PHY芯片测试难点
MIPI D-PHY技术在移动应用处理器领域发挥关键作用，是MIPI联盟为移动设备设计的接口标准之一，尤其适用于摄像头接口（CSI）和显示接口（DSI）。MIPI D-PHY具有高速、低功耗、低成本的特性，广泛应用于移动和物联网设备。该技术包含物理层、协议层和应用层，相同的物理层可承载不同协议。以下为详细概述：
1. MIPI D-PHY技术在移动应用中具有高度成熟性，支持CSI-2和DSI/DSI-2协议。其中，物理层（Phy Layer）由MIPI联盟制定标准，采用D-PHY和C-PHY协议。
2. D-PHY技术通过主从间源同步接口，实现1对单向差分时钟和1～4对单向或双向差分数据线的高速数据传输，采用DDR方式，即在时钟的上下边沿都有数据传输。D-PHY Two Data Lane PHY Configuration展示了双数据通道配置。
3. D-PHY的物理层支持HS（高速）和LP（低功耗）两种工作模式。HS模式采用低压差分信号，有端接，适用于传输高数据速率（可达9Gbps），而LP模式采用单端信号，无端接，数据速率较低，但功耗低，适用于EMI限制情况。交替低功耗模式提供最低4Mbps前向和1Mbps反向数据速率。
4. MIPI D-PHY的板级设计相对简单，但芯片内部架构和I/O技术复杂。包含发送（master）、接收（slave）及互连通道，通道类型包括时钟通道、单向数据通道和双向数据通道。收发通道模块包含线路接口、控制/接口逻辑和协议接口。控制/接口逻辑负责实现不同模式的信号处理和解码。
5. TLIS传输线互连架构支持不同传输距离，可选支持不同速率插损模板。物理层测试涉及发射机和接收机测试，发射机测试主要基于示波器和自动化测试软件，接收机测试基于高速任意波形发生器。信号电平示意图和示波器捕获的MIPI D-PHY信号显示了HS和LP模式的信号特性。
6. MIPI D-PHY的测试项目包括TX信号的定时和信号特性、RX信号的电气特性、接口阻抗和S参数。测试过程中，针对不同速率的MIPI版本，选择合适带宽的示波器和自动化测试软件。MIPI D-PHY Tx测试示波器带宽及软件推荐、MIPI M-PHY发射机一致性测试应用软件、用于Infiniium示波器的MIPI C-PHY一致性测试软件等工具在测试中发挥关键作用。
7. MIPI D-PHY的复杂内部组成和电气架构导致了测试的复杂性，MIPI联盟开发了Conformace测试套件（CTS）来优化产品互通性。通过CTS测试，开发者可以确保产品能够在多种MIPI使用环境中正常工作。
8. MIPI D-PHY的测试项目包括TX信号和RX信号的特性，如数据LP-TX信号、时钟LP-TX、数据HS-TX、时钟HS-TX、时钟/数据时序参数、低功耗初始化序列/超低功耗序列/BTA要求等。这些测试参数的详细说明涉及VOH/VOL电平、电压参数、时间参数等，包括数据信号LP-TX的ULPS序列、时钟LP-TX、高速数据信号HS-TX的差分电压VOD(0)、VOD(1)、高速时钟与数据时序参数Tskewcal-sync/Tskewcal等。
9. MIPI D-PHY Rx测试基于高速任意波形发生器，配合自动化测试软件完成。M8190/95A可以生成特定波形信号模拟MIPI D-PHY的Tx信号，示波器校准后，信号输入DUT的Rx，完成测试。测试结果通过读取DUT的Error Counter或PPI接口读取DUT内部数据等方法进行验证。
10. 实测中需要关注MIPI D-PHY信号测序复杂性、MIPI板子高集成度导致的测试点难以触及、测试夹具选择、通道探头延迟校准、信号组网差异、校准工模电平获得准确幅度参数以及Rx测试中同步AWG以生成更高速率信号等挑战。通过使用特定工具和方法，可以有效应对这些挑战，提高测试效率和准确性。