一加6相機中的C-PHY技術是什麼？

7 人贊了文章

2018年5月17日，一加發布了自家旗艦手機一加6，在相機的宣傳圖片中，首次見到提起C-PHY技術和Type-2對焦這兩個概念，於是經過在網路的挖掘和學習，先總結下C-PHY技術的基本概念。

C-PHY技術來自哪裡

圖像感測器，不論是Sony，OV還是三星，其中常見的一個介面就是CSI（Camera Serial Interface），這一介面標準來自於MIPI聯盟。MIPI(Mobile Industry Processor Interface)聯盟是一個開放的會員制組織，由TI德儀、ST意法、ARM和諾基亞於2003年成立，如今吸納了許多移動行業公司加入。

那C-PHY與CSI又是什麼關係呢？PHY通常是埠物理層(Port Physics Layer)的簡稱，MIPI聯盟標準中有三種物理層標準，分別是C-PHY、D-PHY和M-PHY。而CSI介面可在兩種物理層MIPI C-PHY或D-PHY其一上實現，那這次一加6採用的IMX519無疑採用了C-PHY物理介面的設計，那以下通過對比C-PHY和D-PHY的特性，來看看為什麼一加選擇這一設計。

D-PHY的原理和特性

D-PHY由最多4組最少1組數據通道差分信號對和1組時鐘差分信號對組成，這種設計非常常見，行業在PCB設計、布線積累了大量經驗，等長、阻抗等設計很成熟。類比USB-C 3.1，也是包含了4組Super Speed的差分信號。下面再看看C-PHY。

C-PHY的原理和特性

咦，時鐘哪去了？每1組Lane怎麼變成了3個信號線ABC？

從C-PHY收發兩端的原理圖可以看出，發送端有High、Mid、Low三種信號電壓高度，接收端計算AB、BC、CA間的差值做解碼，同時恢復時鐘。信號值共有±x、±y、±z 6種狀態，5種狀態轉移的可能（不能連續2個周期保持同1個狀態是為了從跳變沿恢復時鐘）。

有趣的地方來了，與D-PHY以0、1的電平表示編碼不同，C-PHY用狀態的跳轉表示編碼，如從-y跳轉到-x，代表的是000。從000到100共5種狀態轉移方式，好比作「5進位」，7位「5進位」數，即可表示16 bits的數據（見下圖），多餘的編碼甚至能留作日後他用。

因此，在1個周期內，D-PHY只能表示1bit（0或1）的數據，C-PHY卻能表示16/7≌2.28bit的數據(16bit的數據需要7個周期)，編碼效率大大提升，因此數據的最大傳輸速率能達到D-PHY的約1.7倍！

當然缺點也是存在的，為了實現速率的提升，3-wire的定義使得硬體設計更加複雜，2-wire的PCB差分走線已足夠使工程師頭疼，更何況3-wire。

可見一加為了實現「全速旗艦」的口號，不放過任何一個小細節去儘可能提升速度。不過一加是「首批採用C-PHY技術」(暫無法確認版本是1.1還是1.2)，據說華為是在P20Pro上首次採用C-PHY技術，一字之差，但能緊隨大廠華為，一加作為一個小廠也值得鼓勵。

在P20Pro的刺激下，相信未來隨著手機拍照多幀演算法、4K60FPS攝像的需求增長，也將有越來越多廠商使用C-PHY這一技術，給消費者帶來更好的使用體驗。

筆者註：非專業，如有紕漏，歡迎指正。

參考資料：