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用于移动通信设备的MPL物理层技术

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引言
现有的接口技术如低电压差分信号传输(LVDS)、更低摆幅差分信号传输(RSDS)及CMADS虽然仍可满足上一代笔记本计算机的要求，在某种程度上节省用电，减少这类产品的互连线路，并减低其电磁干扰，但对于正在开发中的新一代蜂窝式移动电话及个人数字助理，现有的接口技术便无法满足其要求，因为新一代产品的设计要求更低的功率、更少互连线路以及更低的电磁干扰 。移动像素链路 (MPL) 可为接收及发送视频的输入/输出端口提供一个高性能的通信接口，而这种接口具有以下三大优点：更少的连线(只有两条活跃线路)、功率低以及电磁干扰极为微弱 。
MPL 链路简介
为了确保系统操作时可以充分发挥低功率及低电磁干扰的优点，MPL 链路技术利用较低的电流来传送信号，而这两个逻辑电平的高低取决于接收器传送给发送器的电流究竟是强还是弱 。这两条电流可视为一条电流，在上层流动的是交流电电流，在下层流动的则是直流偏压电流，上下层电流的典型值分别为 150mA 及 450mA 。换言之，这两条电流可分为一条在上层流动的交流电电流 ((150mA) 以及另一条在下层流动的直流电流(300mA) 。
MPL 的技术规格对高低电流有清楚的界定，高电流(即450mA)属于逻辑低电平，而低电流(150mA)则属于逻辑高电平 。电流先由驱动器接收，然后通过MG(MSSA)管脚传送回接收器 。MPL接地的四周应有一条低阻抗的路径，而这条路径应回到其起点 (即接收器) 。此外，将接地设于信号传送线路的四周有助缩小信号传送线路的覆盖面积，而且由于采用电流模式开关，加上电流量较低，以及较小的覆盖面积，因此产生的电磁干扰也较少 。
MPL 链路比其它信号传输标准更优胜，例如MPL链路传送的电流比LVDS低(前者为300mA而后者为3.5mA)；MPL的20mV电压摆幅也比 LVDS 的 350mV低 。这两个优点有助减低功耗及噪音 。链路通电时，从属芯片随即启动，其电流由驱动器拉至适当的水平 。这样可以确保 MPL 链路无论从哪一个方向传送信号，信号都可保持完整无缺，而且反抗噪音干扰的能力也可获得进一步加强 。
美国国家半导体采用 WhisperBus 技术作为MPL链路的物理层 。一直以来，屏幕较大的薄膜晶体管(TFT)液晶显示器都采用类似 WhisperBus 的技术，而便携式电子产品也基于同样的理由采用这种技术 。MPL链路除了保留 WhisperBus 物理层的基本功能之外，还设有自己的移动通信协议(截至 2004 年有关协议仍在制定中)，以及另外再添加节能(睡眠)模式及双向数据传输功能 。图 1 所示的是基本的 MPL 链路 。主控器设于主机(BBP、微处理器或图像处理器)之旁，而从属芯片则紧贴显示器或目标装置 。
MPL 线路驱动器
MPL 线路驱动器设有一个双状态的电流接收器 。电流的大小取决于输入的状态 (LVCMOS) 。线路的电压由 MPL 链路上的接收器而非线路驱动器负责设定 。由于线路驱动器可在广阔的接收电压范围内操作，因此如有设计上的需要，线路驱动器及接收器可以分别由不同的供电干线为其提供电源 。接收器的电源也可关闭，以便将线路电流调低至零，以支持极低功率的睡眠模式或 MPL 的关闭状态 。图 2 所示的是已简化的线路驱动器电路图 。若 DEnable* (内部信号) 处于逻辑低电平 (LOW)，Idata 开关便与 MPL 信号线路连接一起，而驱动器会接收较强的电流 (Idata) 。若 Din 内部信号处于逻辑低电平 (LOW)，2Idata 也会通过开关输入线路，令 3Idata 的电流改由驱动器接收 。若 Din 处于逻辑高电平，2Idata 开关会断开，以便进入另一状态 (Idata) 。若两个开关都断开 (DEnable* = High)，驱动器会关闭，驱动器便不会接收任何电流 。理论上，按照 MPL 标准的规定，逻辑低电平属较高电流(3 x Idata)，而逻辑高电平则属较低电流 (1 x Idata) 。进行初步测试时，MPL 测试芯片(LM2500)的电流(Idata)可设定在 100(A 至 200mA 的范围内 。驱动器采用低电压的设计，可以支持低至只有几百 mV 的核心干线电压 。此外，电流会经过 MPL 接地(MG)直接回流 。以驱动器的设计来说，MC(时钟)输出与 MD(数据)输出实际相同 。

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