CN117675658A - 一种用于mipi aphy芯片的协议层及协议适配层自测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于MIPI APHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，属于测试电路领域，包括协议层、协议适配层、MIPIAPHY链路层和MIPIAPHY物理层、以及实现自测所需要环形电路，所述环形电路处于与MIPIAPHY物理层并列的位置；所述协议层中包括本地协议从电路和本地协议主电路，所述协议适配层中包括本地协议转APHY协议适配电路和APHY协议转本地协议适配电路。本发明无需对接另一颗MIPIAPHY芯片，并且在单颗MIPI APHY芯片上将两个方向上的本地协议电路和本地协议适配电路结合起来一起测验，简化芯片测试的外部环境，提升芯片测试的效率。
Description
技术领域
本发明涉及测试电路技术领域，特别涉及一种用于MIPI APHY芯片的协议层及协议适配层自测电路。
背景技术
MIPI(Mobile Industry Processor Interface，移动产业处理器接口)APHY(用于汽车的串行器-解串器物理层规范，Automobile PHY)协议是MIPI联盟推出的一种用于长距离高速率传输数据的传输协议，支持全双工通讯，并且提供协议适配层来支持一些本地协议(如I2C/GPIO/SPI等)与MIPI APHY协议互相转化。这些上层协议的通讯距离比较有限，在这样的通讯链路上串接一套MIPI APHY系统，使发送方送出的上层协议数据转为MIPI APHY协议数据，可以在MIPI APHY链路上传输十余米到达远端，在远端逆向转换回上层协议数据格式送给接收方。
在图1中，外部发送的协议数据由本地协议从电路接收，通过本地协议转APHY协议适配电路将数据转为APHY协议数据，再依次通过MIPI APHY链路层和MIPI APHY物理层到达线缆上；链路伙伴通过线缆接收到APHY协议数据后依次通过MIPI APHY物理层和MIPI APHY链路层把数据送到APHY协议转本地协议电路，由该电路转换出本地协议数据交给本地协议主电路发送出去。在相反的方向上存在相同的结构。
一般来说，要验证一颗MIPI APHY芯片上的本地协议层的主从电路和相应的协议适配电路，需要为它对接一颗通过验证的MIPI APHY芯片，在两颗MIPI APHY芯片上分别挂载协议发送端和和协议接收端，来测试其中一个方向上的协议层电路和协议适配电路；然后再交换两颗MIPI APHY芯片挂载的协议发送端和接收端，来测试另一个方向上的电路。这种测试方案需要测试中的设备对接一颗对端MIPI APHY芯片，并且一支测试用例只能测试一个方向上的电路，测试环境比较复杂，测试流程比较冗长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于MIPI APHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，以解决背景技术中的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于MIPI APHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，包括协议层、协议适配层、MIPI APHY链路层和MIPI APHY物理层、以及实现自测所需要环形电路，
所述环形电路处于与MIPI APHY物理层并列的位置；
所述协议层中包括本地协议从电路和本地协议主电路，所述协议适配层中包括本地协议转APHY协议适配电路和APHY协议转本地协议适配电路；
外部挂载的协议发送端向本地协议从电路发送协议数据，经过本地协议转APHY协议适配电路转换为MIPI APHY协议数据，由MIPI APHY链路层发往MIPI APHY物理层，最终通过电缆送到外部的链接伙伴；
链接伙伴接收到MIPI APHY数据包后，依次经过MIPI APHY物理层→MIPI APHY链路层把数据包送到对应协议的APHY协议转本地协议适配电路，此时MIPI APHY数据包中的上层协议信息被提取并还原成协议的格式，链接伙伴的本地协议主电路根据APHY协议转本地协议适配电路送来的信息将源头协议发送端的行为完全复刻出来发给协议接收端，完成一次完整的协议层活动。
在一种实施方式中，所述协议发送端和所述协议接收端分别挂载在待测MIPIAPHY芯片的协议接收接口和协议发送接口上。
在一种实施方式中，所述用于MIPI APHY芯片的协议层及协议适配层自测电路在测试中，通过选择MIPI APHY链路层的连接通路，利用环形电路将MIPI APHY链路自循环起来，使本地协议转APHY协议适配电路转出的数据不会去往MIPI APHY物理层，而是在环形电路中绕回MIPI APHY链路层；MIPI APHY链路层把这笔数据当成是对端的MIPI APHY芯片发来的，将其交给APHY协议转本地协议适配电路处理，然后再由本地协议主电路将协议层行为复刻出来发给外部协议接收端。
在一种实施方式中，所述环形电路通过FIFO缓存方案和降速适配方案在下行链路方向和上行链路方向实现速率匹配。
在一种实施方式中，所述FIFO缓存方案为：所述环形电路包含一个用于缓存数据的FIFO和一套发送电路；
该发送电路在传输速率和数据接口上完全匹配所对接的接收电路；用FIFO将MIPIAPHY链路层发送的MIPI APHY数据包缓存下来，通过检测包头和包尾确认包完整性之后，调用环形电路内的发送电路将这笔MIPI APHY数据包发回给MIPI APHY链路层；发送速率匹配MIPI APHY链路层的接收电路，因此MIPI APHY链路层能成功解析这笔包；
在下行链路方向的环形电路中，接收端的带宽高于发送端，需对FIFO做保护以防止溢出：当FIFO接收完一笔包后，立刻停止对FIFO的写入允许，直到FIFO里的包被发送出去；FIFO被清空后，才重新允许写入FIFO；
在上行链路方向的环形电路中不需要做保护。
在一种实施方式中，所述降速适配方案为：每颗MIPI APHY芯片的MIPI APHY链路层内部都包括一套下行链路传输电路和一套上行链路传输电路，所述下行链路传输电路和所述上行链路传输电路的收发方向相反；对所述下行链路传输电路实施时钟降频手段，将其数据传输速率调整到与所述上行链路传输电路相同。
在一种实施方式中，所述MIPI APHY链路层的上下行数据接口具有不同的时钟频率和数据位宽，在环形电路中利用异步FIFO来使两者互相对接，实现接口切换。
本发明提供的一种用于MIPI APHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，无需对接另一颗MIPI APHY芯片，并且在单颗MIPI APHY芯片上将两个方向上的协议层和适配层电路结合起来一起测验，简化芯片测试的外部环境，提升芯片测试的效率。
附图说明
图1是MIPI APHY结构示意图。
图2是本发明提出的一种用于MIPI APHY芯片的协议层及协议适配层自测电路结构示意图。
图3是FIFO缓存方案结构示意图。
图4是降速适配方案结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种用于MIPI APHY芯片的协议层及协议适配层自测电路作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
协议层及协议适配层电路的自测电路结构如图2所示，实现自测所需要引入的电路是环形电路(Loop Circuit)，它处于与MIPI APHY物理层并列的位置。
在完整的MIPI APHY系统中，本地协议/本地协议AL的工作流程是：外部挂载的协议发送端向本地协议从电路发送协议数据，经过本地协议转APHY协议适配层转换为MIPIAPHY协议数据，由MIPI APHY链路层发往MIPI APHY物理层，最终通过电缆送到链接伙伴；链接伙伴接收到MIPI APHY数据包后，依次经过MIPI APHY物理层→MIPI APHY链路层把数据包送到对应协议的APHY协议转本地协议适配层，在这里MIPI APHY数据包中的上层协议信息被提取并还原成协议的格式，链接伙伴的本地协议主电路根据APHY协议转本地协议适配层送来的信息将源头协议发送端的行为完全复刻出来发给协议接收端，完成一次完整的协议层活动。
在MIPI APHY芯片的本地协议层和协议适配层的自测环境中，外部的协议发送器和协议接收器分别挂载在待测MIPI APHY芯片上的本地协议从电路和本地协议主电路上，MIPI APHY不需要接电缆。测试中选择MIPI APHY链路层连接到环形电路，利用环形电路将MIPI APHY链路自循环起来，使本地协议转APHY协议适配层转出的数据不会去往MIPI APHY物理层，而是在环形电路中绕回MIPI APHY链路层。MIPI APHY链路层会把这笔数据当成是对端的MIPI APHY芯片发来的，将其交给APHY协议转本地协议适配层处理，然后再由本地协议主电路按照协议格式将协议数据发给外部协议接收器。在自测过程中，不需要链接伙伴，也不需要调整外部挂载协议收发设备的位置，并且每一次协议活动会同时让本地协议层的主从电路和它们所关联的协议适配层都工作起来。
MIPI APHY链路的上行和下行方向传输速率差异很大，MIPI APHY链路层与MIPIAPHY物理层之间的上下行接口接口不相同。环形电路不仅要分别采用两种接口与MIPIAPHY链路层连接，而且要负责处理这两个接口上速率匹配问题。在下行链路方向的环形电路要处理高速转低速的速率匹配问题，在上行链路方向的环形电路要处理低速转高速的问题。本发明提出了两种解决方案：FIFO缓存方案和降速适配方案，以下分别阐述两种方案的整体实现以及在两个方向上的异同：
1、FIFO缓存方案：如图3所示，在环形电路中包含一个用于缓存数据的FIFO和一套发送电路，该发送电路在传输速率和数据接口上完全匹配所对接的接收电路。用FIFO将MIPI APHY链路层送来的MIPI APHY数据包缓存下来，通过检测包头和包尾确认包完整性之后，调用环形电路内的发送电路将这笔MIPI APHY数据包发回给MIPI APHY链路层。因为发送速率匹配MIPI APHY链路层的接收电路，所以MIPI APHY链路层能够成功解析这笔包。在下行链路方向的环形电路中，数据包是从高带宽侧发往低带宽侧，需对FIFO做保护以防止溢出：当FIFO接收完一笔包后，即刻停止对FIFO的写入允许，直到FIFO里的包被发送出去，FIFO被清空后，才重新允许写入FIFO。在上行链路方向的环形电路中则不需要做保护。
2、降速适配方案：如图4所示，每颗MIPI APHY芯片的MIPI APHY链路层内部都有一套下行链路传输电路和一套上行链路传输电路，它们的收发方向相反。通过对该MIPI APHY芯片的下行链路方向传输电路实施时钟降频手段，将其数据传输速率调整到与上行链路方向传输电路相同。高带宽接口和低带宽接口具有不同的时钟频率和数据位宽，在环形电路中利用异步FIFO来使两者互相对接，实现接口切换。
综上，FIFO缓存方案在环形结构中保留了MIPI APHY链路的传输特性，使自测环境更贴近情况，但是需要在环形电路里埋入专用的发送电路，其电路结构比较复杂；降速适配方案通过将高速电路降频使对接两端速率匹配，环形电路里面只需要做接口转换电路，实现较为简单。本地协议的数据传输速率较低，两种方案都能够满足要求。
本发明提出了一种在MIPI APHY芯片上独立测试其协议层和适配层的方法，以及实现该方法所需内建回环电路的实现方案，有效解决了原本需要两颗MIPI APHY芯片互连才能实现协议层测试的痛点，减少了测试平台的互联设备数量，降低了测试环境的复杂度，同时还增加了单个测试用例的覆盖度；在快速筛选芯片，量产测试等大批量测试场景下降低了测试环境的构建复杂度，极大提升了测试效率。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于MIPIAPHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，其特征在于，包括协议层、协议适配层、MIPIAPHY链路层和MIPIAPHY物理层、以及实现自测所需要环形电路，
所述环形电路处于与MIPIAPHY物理层并列的位置；
所述协议层中包括本地协议从电路和本地协议主电路，所述协议适配层中包括本地协议转APHY协议适配电路和APHY协议转本地协议适配电路；
外部挂载的协议发送端向本地协议从电路发送协议数据，经过本地协议转APHY协议适配电路转换为MIPIAPHY协议数据，由MIPIAPHY链路层发往MIPIAPHY物理层，最终通过电缆送到外部的链接伙伴；
链接伙伴接收到MIPIAPHY数据包后，依次经过MIPIAPHY物理层→MIPIAPHY链路层把数据包送到对应协议的APHY协议转本地协议适配电路，此时MIPI APHY数据包中的上层协议信息被提取并还原成协议的格式，链接伙伴的本地协议主电路根据APHY协议转本地协议适配电路送来的信息将源头协议发送端的行为完全复刻出来发给协议接收端，完成一次完整的协议层活动。
2.如权利要求1所述的用于MIPIAPHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，其特征在于，所述协议发送端和所述协议接收端分别挂载在待测MIPIAPHY芯片的协议接收接口和协议发送接口上。
3.如权利要求1所述的用于MIPIAPHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，其特征在于，所述用于MIPIAPHY芯片的协议层及协议适配层自测电路在测试中，通过选择MIPIAPHY链路层的连接通路，利用环形电路将MIPIAPHY链路自循环起来，使本地协议转APHY协议适配电路转出的数据不会去往MIPI APHY物理层，而是在环形电路中绕回MIPI APHY链路层；MIPIAPHY链路层把这笔数据当成是对端的MIPIAPHY芯片发来的，将其交给APHY协议转本地协议适配电路处理，然后再由本地协议主电路将协议层行为复刻出来发给外部协议接收端。
4.如权利要求1所述的用于MIPIAPHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，其特征在于，所述环形电路通过FIFO缓存方案和降速适配方案在下行链路方向和上行链路方向实现速率匹配。
5.如权利要求4所述的用于MIPIAPHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，其特征在于，所述FIFO缓存方案为：所述环形电路包含一个用于缓存数据的FIFO和一套发送电路；
该发送电路在传输速率和数据接口上完全匹配所对接的接收电路；用FIFO将MIPIAPHY链路层发送的MIPIAPHY数据包缓存下来，通过检测包头和包尾确认包完整性之后，调用环形电路内的发送电路将这笔MIPI APHY数据包发回给MIPIAPHY链路层；发送速率匹配MIPIAPHY链路层的接收电路，因此MIPIAPHY链路层能成功解析这笔包；
在下行链路方向的环形电路中，接收端的带宽高于发送端，需对FIFO做保护以防止溢出：当FIFO接收完一笔包后，立刻停止对FIFO的写入允许，直到FIFO里的包被发送出去；FIFO被清空后，才重新允许写入FIFO；
在上行链路方向的环形电路中不需要做保护。
6.如权利要求4所述的用于MIPIAPHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，其特征在于，所述降速适配方案为：每颗MIPIAPHY芯片的MIPIAPHY链路层内部都包括一套下行链路传输电路和一套上行链路传输电路，所述下行链路传输电路和所述上行链路传输电路的收发方向相反；对所述下行链路传输电路实施时钟降频手段，将其数据传输速率调整到与所述上行链路传输电路相同。
7.如权利要求4所述的用于MIPIAPHY芯片的协议层及协议适配层自测电路，其特征在于，所述MIPIAPHY链路层的上下行数据接口具有不同的时钟频率和数据位宽，在环形电路中利用异步FIFO来使两者互相对接，实现接口切换。
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