M-PHY 6.0 介面：高速傳輸突破，以及其測試驗證
- 翔宇科技
- 3天前
- 讀畢需時 5 分鐘
M-PHY 是一種內嵌時脈（embedded clock）的高速序列介面技術，專為行動裝置在極限效能與低功耗需求下所設計。具備：超高頻寬、低針腳數、通道可擴展性、高能源效率 等優勢，是目前高速資料傳輸架構中最重要的實體介面之一；廣泛應用於快閃記憶體、AI 計算、智慧型手機、高階相機、RF 子系統，以及晶片間處理器通訊（IPC）等領域。
在實際應用中，M-PHY 最主要的角色是作為 UniPro 協定的實體層，並與 UniPro 一同納入 JEDEC〈UFS〉 協定規範。最新一代受矚目的〈UFS 5.0〉中，M-PHY 亦是其中「高速儲存」與「行動運算系統」中的關鍵技術；〈UFS 5.0〉應用範圍從旗艦智慧手機、AI 邊緣裝置、穿戴式設備到高效能相機等多種終端產品。
M-PHY 6.0 的驗證挑戰：高度精準的測試架構需求
隨著 M-PHY 介面速度不斷提升（目前達 HS-G6 等級），其極高資料傳輸速率、多通道（multilane）架構與 複雜的相容性要求，使 M-PHY 實體層的驗證變得極具挑戰性。M-PHY 6.0 的重大革新，傳輸效能超越前代 86%。
MIPI 聯盟和 JEDEC 組織新的 M-PHY 6.0、UniPro 5.0 規範，對效能達成了重大改革，傳輸速度最高可達 10.8GB/s，比 UFS 4.0 和 4.1 的 5.8 GB/s 效能提升了 86%。JEDEC 稱這項突破將滿足未來的 AI 行動裝置、智慧型手機和邊緣運算設備的需求，這些設備依賴大型資料集的超高速存取，來達成如 AI 即時問答等功能。
新一代 M-PHY 6.0 介面及新增的 HS-G6 Gear 標準，支援的資料速率是前代 HS-G5 最大資料速率的兩倍。且 MPHY 6.0 的資料改為新型的 PAM 4 訊號模式與 1b1b 編碼，使單一時間內傳輸的訊號量提高；雖然訊號複雜度也提升，但 M-PHY 6.0 使用前向糾錯（FEC）來處理/修正訊號，能夠修正多達 3 位元組資料。此外，M-PHY 6.0 使用 Transmitter Equalization 來防止訊號重疊，降低符號間干擾（ISI）。
面對 M-PHY 6.0、UFS 5.0 高複雜測試分析，Protocol Insight 具備完整測試能力
《Protocol Insight》是目前唯一提供符合《UFSA》一致性測試矩陣（Compliance Test Matrix）驗證的協定測試設備供應商。其 Falcon 系列最新研發的〈G600R〉與〈G650R〉UFS/UniPro 協定驗證與分析儀，專為新一代 UFS 5.0 與 M-PHY 6.0 的高速、高複雜度測試需求所設計，並將示波器與邏輯分析儀功能整合於單一平台，讓使用者能以一台設備快速識別複雜的協定與訊號問題，大幅提升除錯與驗證效率。
〈G600R〉、〈G650R〉完整支援最新的 UFS 5.0、UniPro 3.0 及 M-PHY 6.0 HS-G6 測試規格，並配備 2 個雙向 MIPI M-PHY 6.0 匯流排通道，可同時進行 M-PHY 6.0 類比訊號的即時擷取（RAD），並將封包資料與 RAD 資訊進行精準的時間對應顯示。系統同時提供 Smart Tune™ equalization、Eye Monitor、Trace Validation™ 與 Events View 事件視圖等獨特功能，協助使用者在實體層與協定層之間建立完整的可視化關聯，快速定位跨層級問題，進而有效縮短驗證週期。此外，Falcon 系列亦支援連結流量產生與錯誤注入功能，可用於主機模擬、壓力測試，以及合規性與一致性驗證。
結合類比 ADC 與協定資料顯示，執行 M-PHY 6.0 HS-G6 訊號分析
相較於一般邏輯分析儀的資料顯示方式，〈G600R〉、〈G650R〉獨家優勢在於採用「高性能 ADC」對輸入資料進行連續取樣，並開啟 PAM4 和 PAM2 眼圖做訊號補償，在不使用 FEC 的情況下，將 M-PHY 6.0 HS-G6 的原生誤碼率 1E-6 提升至 1E-15。這些補償提供即時鏈路阻抗、原始訊號數據、眼圖品質和信噪比（SNR）資訊。恢復的資料被轉換為資料包格式，並以 UFS、TFS 和 UniPro 協定視圖呈現。同時，每個通道的時間關聯類比數據也會與封包資料同步顯示，讓使用者能同時掌握協定行為與實體訊號狀態。
較進階的〈G650R〉除了具備協定分析功能外，還能在 x2 鏈路連線上產生流量，並同步擷取 DUT 的回應資料。此外，G650R 支援主機模擬（Host Emulation）以及 UniPro 和 JEDEC 的一致性測試（CTS），實現協定分析與類比訊號擷取的同步整合，滿足高速儲存與行動平台 SoC 對 UFS/UniPro 高可靠度驗證的最終需求。
M-PHY 6.0 世代的系統化驗證流程革新
隨著 M-PHY 6.0 與 UFS 5.0 將資料速率推升至 HS-G6 等級，介面設計的挑戰已不再僅止於頻寬本身，而是橫跨實體層訊號完整性、等化機制、錯誤行為，以及協定層互通性的整體驗證問題。
在 PAM4 調變、多通道架構與 FEC 並存的高速環境中，同時掌握類比訊號行為與協定封包關聯的測試架構，能夠有效支援除錯、優化一致性驗證流程。透過整合即時類比擷取、高解析 ADC 與完整的 UFS／UniPro 協定分析能力，工程團隊得以在單一平台上完成跨層級觀測與問題定位，確保 M-PHY 6.0 介面在應用系統中的穩定性、相容性與量產可行性，成為新一代高速儲存與行動運算平台成功落地的關鍵基礎。
《翔宇科技》代理 Protocol Insight 旗下各種 MIPI 匯流排測試分析設備，提供從研發、除錯、驗證到一致性測試的完整技術支援。隨著 UFS 5.0 與 M-PHY 6.0 生態系加速發展，翔宇科技也將與全球測試技術領導者共同合作，協助台灣業界在高速儲存、車用電子及智慧行動裝置領域中保持競爭優勢，加速下一代 AI 產品的研發與上市步伐。
Protocol Insight 為行動 (mobile) 和行動應用關聯性 (mobile-influenced) 產品的開發商，如智慧型手機、平板電腦、物聯網、以及電動汽車等提供量測與測試解決方案；自2014年以來，Protocol Insight一直提供UFS和UniPro測試工具，並成為UFS和UniPro應用在協定定分析和封包產生器的領導者；此外，Protocol Insight也在MIPI UniPro和測試工作小組，對UniPro規範的發展做出了重要貢獻。
