M-PHY协议解读一：M-PHY整体概述

1.1 M-PHY整体概述

M-PHY协议思维导图如下：

思维导图主要分为两大部分：M-PHY基本特点和基本概念。第一部分对M-PHY的基本特点进行描述，通过与D-PHY/C-PHY多个维度的对比分析，对M-PHY有一个整体的基本认识；第二部分对M-PHY协议中的内容进行详细的描述，主要包括：

• M-PHY系统整体框架（章节4-1）

内容：了解M-PHY的整体组成，包括PIN/LINE/LANE/LINK等基本概念；了解M-PHY协议规定范围是什么；

• LINE状态（章节4-2）

内容：了解DIF-P/DIF-N/DIF-Z/DIF-Q基本概念；

• Bit-Signaling数字信号方案（章节4-3）

内容：了解不归零信号NRZ以及脉冲宽度调制PWM基本概念；了解每种传输方式的应用场景以及优劣势；

• 速率选择（章节4-4）

内容：了解低速LS和高速HS场景下的不同Gear速率以及Rate-A/Rate-B基本概念；了解Gear之间的关系；了解速率与数字信号方案的对应关系；

• 编码方案（章节4-5）

内容：了解8b/10b方案；

• List item M-PHY内部状态机（章节4-6/4-7）

内容：了解各个状态含义以及约束；了解各个状态跳转关系；了解不同的数字信号方案以及RX/TX之间状态机差异；

• M-PHY配置（章节4-8/8-4）

内容：了解配置流程；了解关键配置参数；

M-PHY协议中的章节5/6/7这里不进行内容分析。目前方案中不涉及光纤的传输介质，同时本次分享重点关注数字相关部分，模拟相关的电器特性也不做内容分析。

1.2 M-PHY基本特征

基本特征思维导图如下：

接下来主要对协议原文进行解读分析：

1）M-PHY是一个串行的接口， RX与TX之间一条LANE通过差分线进行传输，是串行的。串行传输带来的优势就是low-pin count；同时M-PHY支持嵌入式时钟，RX接收数据时可以通过数据中恢复出时钟，这样RX和TX之间可能没有时钟线连接；D-PHY采用的是源同步时钟，所以需要从TX送出时钟给RX。M-MPHY相对来说有更少的接口引脚。

2）M-PHY在HS-G4场景下数据传输带宽为11.6Gb/s，是D-PHY的4倍多，是C-PHY的2倍多，所以它是一个高带宽的接口。

3）功耗管理方面，M-PHY有“深度”低功耗状态H8状态，以及“浅度”低功耗状态SLEEP/STALL状态，SLEEP/STALL状态可以快速恢复到数据传输的BURST状态，H8状态有更低的功耗。不同的低功耗状态可以灵活满足不同的需求；同时M-PHY支持不同的数据速率，更严格的速率匹配减少带宽浪费，从另一方面也算节省了功耗。

1） M-PHY中的LANE代表了完整的数据传输结构，每条LANE是单向的，即只能从RX到TX或TX到RX。协议中规定每个方向可以存在多条LANE，且不同方向LANE的个数可以是不同的。

如下图中TX->RX有两条LANE，RX->TX有一条LANE；上层协议可以对LANE进行配置参数，通过配置不同的参数适配不同场景，同时不同方向LANE的参数配置时非对称的，最大程度上保证了LANE的灵活性。

dual-simplex意思是全单工，全工就是同一时刻TX->RX和RX->TX两个方向可以同时进行数据传输，单工就是一条LANE上只能传输一个方向数据。

2） application protocols指的是对接M-PHY的上层协议，如Unipro协议。

3） M-PHY协议只规定LANE本身的特性而不规定具体的解决方案，如Unipro和M-PHY对接时需要几条LANE，Unipro对M-PHY有什么约束条件等等这些都不做说明。