D-PHY 物理层特性：差分信号、低压、LP/HS 模式、电气参数
做 D-PHY 眼图测试这么多年，我最大的感触就是：物理层要是没吃透，后面 Debug 基本靠猜。这一章咱们就把 D-PHY 物理层的四大块东西捋一遍——差分信号、低压摆幅、LP/HS 模式、还有那些绕不开的电气参数。你别看这些概念基础，实际测试中 90% 的问题都跟它们直接相关。
2.1 差分信号——为什么非要“差着走”？
D-PHY 用的是差分信号，也就是一对线（Dp/Dn）传一路数据。信号以两者的差值来代表逻辑 0 或 1。好处很明显：抗共模噪声、降低 EMI、还能用更低的电压摆幅。
我早年做过一个 MIPI 摄像头模组的项目，Layout 把差分对走得不对称，结果眼图乱得像毛线团。后来用 TDR 一测，阻抗突变加长度失配，折腾了两周。说白了，差分对最怕的就是不等长、不紧耦合。你想想看，共模噪声虽然被差模接收端抑制了，但如果两根线延时不同，共模转差模的分量就会直接污染眼图。
2.2 低压摆幅——D-PHY 为什么“省电”？
D-PHY 的 HS 模式下，信号摆幅只有 100～300 mV（峰峰值），典型值 200 mV 左右。相比 LVCMOS 动不动 1.8V/2.5V，这摆幅小了近一个数量级。低摆幅意味着更快的上升、下降时间，也更省电。
但低摆幅也有代价：信噪比变差了。100 mV 的摆幅，假如你的参考地平面有 20 mV 的噪声，那眼图的垂直张开度就只剩 60 mV 了。我记得有一次测 DSI 接口，链路损耗偏大，Vod 已经掉到 90 mV 以下，眼图直接闭合。最后换了一颗驱动能力更强的 SoC 才解决。
| 参数 | 条件 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| HS 差分摆幅（VOD） | 100 Ω 终端 | 200 | mV |
| LP 高电平（VIH） | LP 模式 | 1.2 | V |
| LP 低电平（VIL） | LP 模式 | 0 | V |
| 共模电压（VCM） | HS 模式 | 200 | mV |
2.3 LP/HS 模式——D-PHY 的“双面人生”
D-PHY 最巧妙的设计就是两种模式共存：LP（Low Power）模式和 HS（High Speed）模式。LP 模式下电压摆幅 0～1.2V（单端），速率很低（<10 Mbps），用来传控制指令和总线仲裁。HS 模式下摆幅减小到 200 mV，速率飙到 Gbps 级别。
模式切换的关键在于——线状态序列。D-PHY 用“前导码”和“结束码”来让 Rx 知道接下来是 LS 还是 HS 数据。具体来说：从 LP-11（闲置状态）进入 HS 模式，需要经过 LP-00 → LP-00（持续 TLPX）→ 差分 HS-0 然后启动时钟。退出时则走 LP-00 → HS-0 → LP-11。
HS 进入序列（简化）：
LP-11 → LP-11 → LP-00 → LP-00 (T_LPX) → HS-0 (Start of Transmission) → HS data
HS 退出序列：
HS data → HS-0 → LP-11 → LP-11 (T_LPX) → 回到 LP 空闲
嗯，这里要注意：LP 模式下的上升下降时间比较慢（纳秒级），而 HS 模式下快得多（皮秒级）。所以测试时示波器的带宽要选对——测 LP 信号 200 MHz 带宽够了，测 HS 眼图至少得 4 GHz 以上（针对 2.5 Gbps）。
2.4 电气参数——眼图测试的基准
做眼图测试之前，你得知道 Tx 出来的是什么水平的信号。以下是我认为必须记住的几个核心参数：
- VOD（差分输出电压）：HS 模式下 100～300 mV，典型 200 mV。太低会导致误码，太高会增大 EMI。
- VCM（共模电压）：HS 模式下标称 200 mV，Tx 和 Rx 的共模偏差应 ≤±20 mV。
- VIH/VIL（LP 高/低电平）：LP 模式下单端 1.2V 为高，0V 为低。注意 LP 信号是单端，不靠差分。
- 上升/下降时间（Tr/Tf）：HS 模式下应小于 150 ps（20%～80%）。
- 过冲/下冲：HS 信号过冲不应超过 VOD × 1.5。
这些参数大部分都可以通过眼图测试直接解析出来。比如 VOD 对应眼高，Tr/Tf 对应眼宽和抖动的斜率部分。我习惯先把这些参数和 spec 逐项对照，如果哪个超标，再回去看链路哪里出了问题。
这张图把 D-PHY 物理层拆成了四个维度。实际上它们互相影响：比如低压摆幅要求差分对更精确（差分信号），LP/HS 模式切换时的时序又依赖电气参数的正确性。做眼图测试时，这四个方面都要心里有数。