MIPI DSI(五) DBI 和 DPI 格式

        关于 DBI 和 DPI 这两种格式的详细协议内容，请参考《MIPI Alliance Standard for Display Bus Interface（V2.0） .pdf》和《MIPI Alliance Standard for Display Pixel Interface（DPI- 2） .pdf》这两份文档。
首先先了解几个名词，如下表所示：

缩写	英文全称	含义
HSYNC	Horizontal Sync	水平同步
HLW/HPW	Horizontal Low Pulse Width	水平同步信号宽度
HSA	Horizontal Sync Active	水平同步有效
HSS	Horizontal Sync Start	水平同步开始
HSE	Horizontal Sync End	水平同步结束
HBP	Horizontal Back Porch	水平后肩
HFP	Horizontal Front Porch	水平前肩
HACT	Horizontal Active	水平有效区域，也就是屏幕有效宽度
VSYNC	Vertical Sync	垂直同步
VLW/VPW	Vertical Low Pulse Width	垂直同步信号宽度
VSA	Vertical Sync Active	垂直同步信号宽度
VSS	Vertical Sync Start	垂直同步开始
VSE	Vertical Sync End	垂直同步结束
HBP	Vertical Back Porch	垂直后肩
VACT	Vertical Active	垂直有效区域，也就是屏幕有效高度
VFP	Vertical Front Porch	垂直前肩
RGB	—	在这里指 RGB 原始像素数据流
LPM	Low Power Mode	低功耗模式
BLLP	Blanking or Low-Power periods	没有包含有效数据的数据包或者进入 LP模式下的状态，称为 BLLP

                                                                相关名词解释表

        其中垂直同步 VSYNC 表示一帧图像的起始，水平同步 HSYNC 表示一行图像的起始。

DBI 接口
DBI 接口全称是 Display Bus Interface，俗称 MCU 接口、 8080 接口。也就是大家在用STM32F103/407 这种 MCU 的时候使用的屏幕接口。 MCU 通过并行接口传输控制命令和数据， DBI 接口示意图如图所示：

            、

                                                                DBI 接口示意图

        正点原子 STM32F103 和 F407 开发板的屏幕就是用的 DBI 接口，也就是所谓的 MCU口，正点原子 4.3 寸 MCU 屏的 TFT 接口部分原理图如图所示：

                                                               4.3寸 MCU 屏 TFT 接口

        对于 DBI 接口屏幕而言，有 CS/RS/WR/RD 控制线，以及 D0~D15 数据线， DBI 是非常低端的产品所使用的接口，比如低端 MCU 等

DPI 接口

        DPI 接口全称 Display Pixel Interface，就是我们常说的 RGB 接口， RGB 接口使用场合非常多，比如 STM32H7 单片机，大量的 Cortex-A 系列内核的 MPU 就支持 RGB 接口， DPI 是目前很多中低端芯片的首选屏幕接口。

        1、 LCD 时间参数

        以一个 720*1280 分辨率的 LCD 为例，其显示结构如图所示

                ​​​         

                                      ·                          LCD 显示示意图

        结合上图我们来看一下 LCD 是怎么扫描显示一帧图像的。一帧图像也是由一行一行组成的。 HSYNC 是水平同步信号，也叫做行同步信号，当产生此信号的话就表示开始显示新的一行了，所以此信号都是在图 22.5-3 的最左边。当 VSYNC 信号是垂直同步信号，也叫做帧同步信号，当产生此信号的话就表示开始显示新的一帧图像了，所以此信号在图中的左上角。

        可以看到有一圈“黑边”，真正有效的显示区域是中间的白色部分。那这一圈“黑边”是什么东西呢？这就要从显示器的“祖先” CRT 显示器开始说起了， CRT 显示器就是以前很常见的那种大屁股显示器，在 2023 年应该很少见了，如果在农村应该还是可以见到的。 CRT 显示器屁股后面是个电子枪，这个电子枪就是我们上面说的“画笔”，电子枪打出的电子撞击到屏幕上的荧光物质使其发光。只要控制电子枪从左到右扫完一行(也就是扫描一行)，然后从上到下扫描完所有行，这样一帧图像就显示出来了。也就是说，显示一帧图像电子枪是按照‘Z’形在运动，当扫描速度很快的时候看起来就是一幅完成的画面了。

        当显示完一行以后会发出 HSYNC 信号，此时电子枪就会关闭，然后迅速的移动到屏幕的左边，当 HSYNC 信号结束以后就可以显示新的一行数据了，电子枪就会重新打开。在HSYNC 信号结束到电子枪重新打开之间会插入一段延时，这段延时就图中的 HBP。当显示完一行以后就会关闭电子枪等待 HSYNC 信号产生，关闭电子枪到 HSYNC 信号产生之间会插入一段延时，这段延时就是图中的 HFP 信号。同理，当显示完一帧图像以后电子枪也会关闭，然后等到 VSYNC 信号产生，期间也会加入一段延时，这段延时就是图中的 VFP。 VSYNC 信号产生，电子枪移动到左上角，当 VSYNC 信号结束以后电子枪重新打开，中间也会加入一段延时，这段延时就是图中的 VBP。

        HBP、 HFP、 VBP 和 VFP 就是导致图中黑边的原因，但是这是 CRT 显示器存在黑边的原因，现在是 LCD 显示器，不需要电子枪了，那么为何还会有黑边呢？这是因为 RGB LCD 屏幕内部是有一个 IC 的，发送一行或者一帧数据给 IC， IC 是需要反应时间的。通过这段反应时间可以让 IC 识别到一行数据扫描完了，要换行了，或者一帧图像扫描完了，要开始下一帧图像显示了。因此，在 LCD 屏幕中继续存在 HBP、 HFP、 VPB 和 VFP 这四个参数的主要目的是为了锁定有效的像素数据。这四个时间是 LCD 重要的时间参数，在 DPI 接口的屏幕驱动中，我们重点就是设置这几个时序参数。

DPI 接口连接

        主控和 LCD 外设的 DPI 接口示意图如图所示：

     

                    DPI 接口示意图                                                       7 寸 RGB 屏幕接口原理图

        对于 DPI 接口，也就是 RGB 屏，一般有 DE、 VSYNC、 HSYNC、 CLK 这几个控制线，以及 D0~D23 数据线(如果采用 RGB888 格式的话)。正点原子的 7 寸 RGB 屏幕接口原理图如图7寸RGB 屏幕接口原理图所示。

重点知识：

        因为在 MIPI DSI 接口的屏幕里面传输的就是 DPI 格式的数据，包括 HBP、 HFP、 VBP、 VFP 等时序参数也是需要再 MIPI DSI 屏幕里面使用的！