平台信息:
內核:linux3.4.39
系統:android4.4
平台:S5P4418(cortex a9)
作者:瘋耔(歡迎轉載,請注明作者)
歡迎指正錯誤,共同學習、共同進步!!
關注博主新浪博客:http://weibo.com/cpjphone
參考:S5PV210顯示驅動分析與移植(android)
這篇文章中轉載的成分比較多,不過大部分內容是從芯片手冊上翻譯過來。Framebuffer部分是黃岡老師--《嵌入式Linux之我行》這一系列博客中的,嵌入式Linux之我行這系列博客寫的非常精,我剛學習Linux時經常拜讀他的博客。這部分內容比較固定,三星的芯片跟新了好多代,不過這部分變化不大,技術是一個積累的過程,感謝那些前輩給我們整理比較好的學習資料,有比較好的技術繼承。
這篇從LCD控制器、接口信號硬件接口 寄存器、Framebuffer 、接口函數的實現及寄存器的操作來講解,同事補充兩個知點:如何閱讀LCD、PWM概述;
一、 LCD控制器
功能模塊的實現其實是芯片里面集成了一個相應的控制器,比如IIC有IIC控制器,UART有UART控制器等,像其他功能模塊一樣LCD也有一個控制器,來實現圖形信息的處理。LCD控制器可以通過編程支持不同LCD屏的要求,例如行和列像素數,數據總線寬度,接口時序和刷新頻率等。LCD控制器的主要作用,是將定位在系統存儲器中的顯示緩沖區中的LCD圖像數據傳送到外部LCD驅動器,並產生必要的控制信號,例如RGB_VSYNC,RGB_HSYNC, RGB_VCLK等。
如下圖所示,在Exynos4412規格書中截圖,LCD控制器的構成。
(下面這部分來自網絡翻譯,規格書中的描述)
主要由VSFR,VDMA, VPRCS , VTIME和視頻時鍾產生器幾個模塊組成:
(1)、VSFR由121個可編程控制器組,一套gamma LUT寄存器組(包括64個寄存器),一套i80命令寄存器組(包括12個寄存器)和5塊256*32調色板存儲器組成,主要用於對lcd控制器進行配置。
(2)、VDMA是LCD專用的DMA傳輸通道,可以自動從系統總線上獲取視頻數據傳送到VPRCS,無需CPU干涉。
(3)、VPRCS收到數據后組成特定的格式(如16bpp或24bpp),然后通過數據接口(RGB_VD, VEN_VD, V656_VD or SYS_VD)傳送到外部LCD屏上。
(4)、VTIME模塊由可編程邏輯組成,負責不同lcd驅動器的接口時序控制需求。VTIME模塊產生 RGB_VSYNC, RGB_HSYNC, RGB_VCLK, RGB_VDEN,VEN_VSYNC等信號。
主要特性:
(1)、支持4種接口類型:RGB/i80/ITU 601(656)/YTU444
(2)、支持單色、4級灰度、16級灰度、256色的調色板顯示模式
(3)、支持64K和16M色非調色板顯示模式
(4)、支持多種規格和分辨率的LCD
(5)、虛擬屏幕最大可達16MB
(6)、5個256*32位調色板內存
(7)、支持透明疊加
二、接口信號
FIMD顯示控制器全部信號定義如下所示
Signal |
I/O |
Description |
LCD Type |
LCD_HSYNC |
O |
水平同步信號 |
RGB I/F |
LCD_VSYNC |
O |
垂直同步信號 |
|
LCD_VDEN |
O |
數據使能 |
|
LCD_VCLK |
O |
視頻時鍾 |
|
LCD_VD[23:0] |
O |
LCD像素數據輸出 |
|
SYS_OE |
O |
輸出使能 |
|
VSYNC_LDI |
O |
Indirect i80接口,垂直同步信號 |
i80 I/F |
SYS_CS0 |
O |
Indirect i80接口,片選LCD0 |
|
SYS_CS1 |
O |
Indirect i80接口,片選LCD1 |
|
SYS_RS |
O |
Indirect i80接口,寄存器選擇信號 |
|
SYS_WE |
O |
Indirect i80接口,寫使能信號 |
|
SYS_VD[23:0] |
IO |
Indirect i80接口,視頻數據輸入輸出 |
|
SYS_OE |
O |
Indirect i80接口,輸出使能信號 |
|
VEN_HSYNC |
O |
601接口水平同步信號 |
ITU 601/656 I/F |
VEN_VSYNC |
O |
601接口垂直同步信號 |
|
VEN_HREF |
O |
601接口數據使能 |
|
V601_CLK |
O |
601接口數據時鍾 |
|
VEN_DATA[7:0] |
O |
601接口YUV422格式數據輸出 |
|
V656_DATA[7:0] |
O |
656接口YUV422格式數據輸出 |
|
V656_CLK |
O |
656接口數據時鍾 |
|
VEN_FIELD |
O |
601接口域信號 |
1、其中主要的RGB接口信號:
(1)、LCD_HSYNC:行同步信號,表示一行數據的開始,LCD控制器在整個水平線(整行)數據移入LCD驅動器后,插入一個LCD_HSYNC信號;
(2)、LCD_VSYNC: 幀同步信號,表示一幀數據的開始,LCD控制器在一個完整幀顯示完成后立即插入一個LCD_VSYNC信號,開始新一幀的顯示;VSYNC信號出現的頻率表示一秒鍾內能顯示多少幀圖像,稱為“顯示器的頻率”
(3)、LCD_VCLK:像素時鍾信號,表示正在傳輸一個像素的數據;
(4)、LCD_VDEN:數據使能信號;
(5)、 LCD_VD[23:0]: LCD像素數據輸出端口
2、RGB信號的時序
下圖是LCDRGB接口工作時序圖:
(1)、上面時序圖上各時鍾延時參數的含義如下:這些配置可以在LCD規格書中查取
VBPD(vertical back porch):表示在一幀圖像開始時,垂直同步信號以后的無效的行數
VFBD(vertical front porch):表示在一幀圖像結束后,垂直同步信號以前的無效的行數VSPW(vertical sync pulse width):表示垂直同步脈沖的寬度,用行數計算
HBPD(horizontal back porch):表示從水平同步信號開始到一行的有效數據開始之間的VCLK的個數HFPD(horizontal front porth):表示一行的有效數據結束到下一個水平同步信號開始之間的VCLK的個數
HSPW(horizontal sync pulse width):表示水平同步信號的寬度,用VCLK計算
(2)、幀的傳輸過程
VSYNC信號有效時,表示一幀數據的開始, 信號寬度為(VSPW +1)個HSYNC信號周期,即(VSPW +1)個無效行;
VSYNC信號脈沖之后,總共還要經過(VBPD+ 1)個HSYNC信號周期,有效的行數據才出現; 所以,在VSYNC信號有效之后,還要經過(VSPW +1 + VBPD + 1)個無效的行;
隨即發出(LINEVAL + 1)行的有效數據;
最后是(VFPD + 1)個無效的行;
(3)、行中像素數據的傳輸過程
HSYNC信號有效時,表示一行數據的開始,信號寬度為(HSPW+ 1)個VCLK信號周期,即(HSPW +1)個無效像素;
HSYNC信號脈沖之后,還要經過(HBPD +1)個VCLK信號周期,有效的像素數據才出現;
隨后發出(HOZVAL+ 1)個像素的有效數據;
最后是(HFPD +1)個無效的像素;
(4)、將VSYNC、HSYNC、VCLK等信號的時間參數設置好之后,並將幀內存的地址告訴LCD控制器,它即可自動地發起DMA傳輸從幀內存中得到圖像數據,最終在上述信號的控制下出現在數據總線VD[23:0]上。用戶只需要把要顯示的圖像數據寫入幀內存中。
其實現實的圖像有像素點主城行、行組成場、場組成動畫、動畫疊加也就是3D的出現,也就是我們所說的“點動成線、線動成面、面動成體”。
三、LCD的硬件接口
1、16M(24BPP)色的顯示模式
用24位的數據來表示一個像素的顏色,每種顏色使用8位。 LCD控制器從內存中獲得某個像素的24為顏色值后,直接通過VD[23:0]數據線發送給LCD;在內存中,使用4個字節(32位)來表示一個像素,其中的3個字節從高到低分別表示紅、綠、藍,剩余的1個字節無效;
2、64K(16BPP)色的顯示模式
用16位的數據來表示一個像素的顏色;格式又分為兩種: 5:6:5 ——使用5位來表示紅色,6位表示綠色,5位表示藍色 ; 5:5:5:1——分別使用5位來表示紅、綠、藍,最后一位表示透明度;
3、16BPP
4、serialRGB
不同的BPP接線方式如下所示:
四、寄存器
主要寄存器如下:
VIDCON0:配置視頻輸出格式,顯示使能
VIDCON1:RGB 接口控制信號
VIDCON2: 輸出數據格式控制
VIDCON3: 圖像增強控制
I80IFCONx:i80接口控制信號
ITUIFCON: ITU接口控制信號
VIDTCONx:配置視頻輸出時序及顯示大小
WINCONx:每個窗口特性設置
VIDOSDxA,B: 窗口位置設置
VIDOSDxC,D:OSD大小設置
五、Framebuffer驅動部分
這部分是:分析的比較好,我剛學linux的時候就拿個mini2440的板子對着他的博客練習)。其實這部分也是博主從S3c2440上分析的,三星芯片更新了這么多代,這塊的原理還是不變的。就像一些協議一樣,這么多年基本上不會變化,唯一出現的結果就是出來新的接口替代。LCD這塊就是:TTL、LVDS、EDP、MIPI、HDMI等等…………速度更快,接線、PCB走線更簡單,這就是集成化的好處。
1、簡介
幀緩沖是Linux為顯示設備提供的一個接口,它把一些顯示設備描述成一個緩沖區,允許應用程序通過FrameBuffer定義好的接口訪問這些圖形設備,從而不用去關心具體的硬件細節。對於幀緩沖設備而言,只要在顯示緩沖區與顯示點對應的區域寫入顏色值,對應的顏色就會自動的在屏幕上顯示。下面來看一下在不同色位模式下緩沖區與顯示點的對應關系:
2、驅動結構
幀緩沖設備為標准的字符型設備,在Linux中主設備號29,定義在/linux/major.h中的FB_MAJOR,次設備號定義幀緩沖的個數,最大允許有32個FrameBuffer,定義在/include/linux/fb.h中的FB_MAX,對應於文件系統下/dev/fb%d設備文件。
幀緩沖設備驅動在Linux子系統中的結構如下:
我們從上面這幅圖看,幀緩沖設備在Linux中也可以看做是一個完整的子系統,大體由fbmem.c和xxxfb.c(對應我們的s3cfb.c)組成。向上給應用程序提供完善的設備文件操作接口(即對FrameBuffer設備進行read、write、ioctl等操作),接口在Linux提供的fbmem.c文件中實現;向下提供了硬件操作的接口,只是這些接口Linux並沒有提供實現,因為這要根據具體的LCD控制器硬件進行設置,所以這就是我們要做的事情了(即s3cfb.c部分的實現)。
3、數據結構及接口函數
從幀緩沖設備驅動程序結構看,該驅動主要跟fb_info結構體有關,該結構體記錄了幀緩沖設備的全部信息,包括設備的設置參數、狀態以及對底層硬件操作的函數指針。在Linux中,每一個幀緩沖設備都必須對應一個fb_info,fb_info在/linux/fb.h中的定義如下:(只列出重要的一些)
esynos4412
struct fb_info { int node; int flags; struct fb_var_screeninfo var;/*LCD可變參數結構體*/ struct fb_fix_screeninfo fix;/*LCD固定參數結構體*/ struct fb_monspecs monspecs; /*LCD顯示器標准*/ struct work_struct queue; /*幀緩沖事件隊列*/ struct fb_pixmap pixmap; /*圖像硬件mapper*/ struct fb_pixmap sprite; /*光標硬件mapper*/ struct fb_cmap cmap; /*當前的顏色表*/ struct fb_videomode *mode; /*當前的顯示模式*/ #ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT struct backlight_device *bl_dev;/*對應的背光設備*/ struct mutex bl_curve_mutex; u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS];/*背光調整*/ #endif #ifdef CONFIG_FB_DEFERRED_IO struct delayed_work deferred_work; struct fb_deferred_io *fbdefio; #endif struct fb_ops *fbops; /*對底層硬件操作的函數指針*/ struct device *device; struct device *dev; /*fb設備*/ int class_flag; #ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING struct fb_tile_ops *tileops; /*圖塊Blitting*/ #endif char __iomem *screen_base; /*虛擬基地址*/ unsigned long screen_size; /*LCD IO映射的虛擬內存大小*/ void *pseudo_palette; /*偽16色顏色表*/ #define FBINFO_STATE_RUNNING 0 #define FBINFO_STATE_SUSPENDED 1 u32 state; /*LCD的掛起或恢復狀態*/ void *fbcon_par; void *par; };
S5P4418
struct fb_info { atomic_t count; int node; int flags; struct mutex lock; /* Lock for open/release/ioctl funcs */ struct mutex mm_lock; /* Lock for fb_mmap and smem_* fields */ struct fb_var_screeninfo var; /* Current var */ struct fb_fix_screeninfo fix; /* Current fix */ struct fb_monspecs monspecs; /* Current Monitor specs */ struct work_struct queue; /* Framebuffer event queue */ struct fb_pixmap pixmap; /* Image hardware mapper */ struct fb_pixmap sprite; /* Cursor hardware mapper */ struct fb_cmap cmap; /* Current cmap */ struct list_head modelist; /* mode list */ struct fb_videomode *mode; /* current mode */ #ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT /* assigned backlight device */ /* set before framebuffer registration, remove after unregister */ struct backlight_device *bl_dev; /* Backlight level curve */ struct mutex bl_curve_mutex; u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS]; #endif #ifdef CONFIG_FB_DEFERRED_IO struct delayed_work deferred_work; struct fb_deferred_io *fbdefio; #endif struct fb_ops *fbops; struct device *device; /* This is the parent */ struct device *dev; /* This is this fb device */ int class_flag; /* private sysfs flags */ #ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING struct fb_tile_ops *tileops; /* Tile Blitting */ #endif char __iomem *screen_base; /* Virtual address */ unsigned long screen_size; /* Amount of ioremapped VRAM or 0 */ void *pseudo_palette; /* Fake palette of 16 colors */ #define FBINFO_STATE_RUNNING 0 #define FBINFO_STATE_SUSPENDED 1 u32 state; /* Hardware state i.e suspend */ void *fbcon_par; /* fbcon use-only private area */ /* From here on everything is device dependent */ void *par; /* we need the PCI or similar aperture base/size not smem_start/size as smem_start may just be an object allocated inside the aperture so may not actually overlap */ struct apertures_struct { unsigned int count; struct aperture { resource_size_t base; resource_size_t size; } ranges[0]; } *apertures; };
其中,比較重要的成員有struct fb_var_screeninfo var、structfb_fix_screeninfo fix和struct fb_ops *fbops,他們也都是結構體。
fb_var_screeninfo結構體主要記錄用戶可以修改的控制器的參數,比如屏幕的分辨率和每個像素的比特數等,該結構體定義如下:
4412
struct fb_var_screeninfo { __u32 xres; /*可見屏幕一行有多少個像素點*/ __u32 yres; /*可見屏幕一列有多少個像素點*/ __u32 xres_virtual; /*虛擬屏幕一行有多少個像素點*/ __u32 yres_virtual; /*虛擬屏幕一列有多少個像素點*/ __u32 xoffset; /*虛擬到可見屏幕之間的行偏移*/ __u32 yoffset; /*虛擬到可見屏幕之間的列偏移*/ __u32 bits_per_pixel; /*每個像素的位數即BPP*/ __u32 grayscale; /*非0時,指的是灰度*/ struct fb_bitfield red; /*fb緩存的R位域*/ struct fb_bitfield green; /*fb緩存的G位域*/ struct fb_bitfield blue; /*fb緩存的B位域*/ struct fb_bitfield transp; /*透明度*/ __u32 nonstd; /* != 0 非標准像素格式*/ __u32 activate; __u32 height; /*高度*/ __u32 width; /*寬度*/ __u32 accel_flags; /*定時:除了pixclock本身外,其他的都以像素時鍾為單位*/ __u32 pixclock; /*像素時鍾(皮秒)*/ __u32 left_margin; /*行切換,從同步到繪圖之間的延遲*/ __u32 right_margin; /*行切換,從繪圖到同步之間的延遲*/ __u32 upper_margin; /*幀切換,從同步到繪圖之間的延遲*/ __u32 lower_margin; /*幀切換,從繪圖到同步之間的延遲*/ __u32 hsync_len; /*水平同步的長度*/ __u32 vsync_len; /*垂直同步的長度*/ __u32 sync; __u32 vmode; __u32 rotate; __u32 reserved[5]; /*保留*/ };
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struct fb_var_screeninfo { __u32 xres; /* visible resolution */ __u32 yres; __u32 xres_virtual; /* virtual resolution */ __u32 yres_virtual; __u32 xoffset; /* offset from virtual to visible */ __u32 yoffset; /* resolution */ __u32 bits_per_pixel; /* guess what */ __u32 grayscale; /* 0 = color, 1 = grayscale, */ /* >1 = FOURCC */ struct fb_bitfield red; /* bitfield in fb mem if true color, */ struct fb_bitfield green; /* else only length is significant */ struct fb_bitfield blue; struct fb_bitfield transp; /* transparency */ __u32 nonstd; /* != 0 Non standard pixel format */ __u32 activate; /* see FB_ACTIVATE_* */ __u32 height; /* height of picture in mm */ __u32 width; /* width of picture in mm */ __u32 accel_flags; /* (OBSOLETE) see fb_info.flags */ /* Timing: All values in pixclocks, except pixclock (of course) */ __u32 pixclock; /* pixel clock in ps (pico seconds) */ __u32 left_margin; /* time from sync to picture */ __u32 right_margin; /* time from picture to sync */ __u32 upper_margin; /* time from sync to picture */ __u32 lower_margin; __u32 hsync_len; /* length of horizontal sync */ __u32 vsync_len; /* length of vertical sync */ __u32 sync; /* see FB_SYNC_* */ __u32 vmode; /* see FB_VMODE_* */ __u32 rotate; /* angle we rotate counter clockwise */ __u32 colorspace; /* colorspace for FOURCC-based modes */ __u32 reserved[4]; /* Reserved for future compatibility */ };
而fb_fix_screeninfo結構體又主要記錄用戶不可以修改的控制器的參數,比如屏幕緩沖區的物理地址和長度等,該結構體的定義如下:
4412
struct fb_fix_screeninfo { char id[16]; /*字符串形式的標示符 */ unsigned long smem_start; /*fb緩存的開始位置 */ __u32 smem_len; /*fb緩存的長度 */ __u32 type; /*看FB_TYPE_* */ __u32 type_aux; /*分界*/ __u32 visual; /*看FB_VISUAL_* */ __u16 xpanstep; /*如果沒有硬件panning就賦值為0 */ __u16 ypanstep; /*如果沒有硬件panning就賦值為0 */ __u16 ywrapstep; /*如果沒有硬件ywrap就賦值為0 */ __u32 line_length; /*一行的字節數 */ unsigned long mmio_start; /*內存映射IO的開始位置*/ __u32 mmio_len; /*內存映射IO的長度*/ __u32 accel; __u16 reserved[3]; /*保留*/ };
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struct fb_fix_screeninfo { char id[16]; /* identification string eg "TT Builtin" */ unsigned long smem_start; /* Start of frame buffer mem */ /* (physical address) */ __u32 smem_len; /* Length of frame buffer mem */ __u32 type; /* see FB_TYPE_* */ __u32 type_aux; /* Interleave for interleaved Planes */ __u32 visual; /* see FB_VISUAL_* */ __u16 xpanstep; /* zero if no hardware panning */ __u16 ypanstep; /* zero if no hardware panning */ __u16 ywrapstep; /* zero if no hardware ywrap */ __u32 line_length; /* length of a line in bytes */ unsigned long mmio_start; /* Start of Memory Mapped I/O */ /* (physical address) */ __u32 mmio_len; /* Length of Memory Mapped I/O */ __u32 accel; /* Indicate to driver which */ /* specific chip/card we have */ __u16 capabilities; /* see FB_CAP_* */ __u16 reserved[2]; /* Reserved for future compatibility */ };
fb_ops結構體是對底層硬件操作的函數指針,該結構體中定義了對硬件的操作有:(這里只列出了常用的操作)
struct fb_ops { struct module *owner; //檢查可變參數並進行設置 int (*fb_check_var)(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info); //根據設置的值進行更新,使之有效 int (*fb_set_par)(struct fb_info *info); //設置顏色寄存器 int (*fb_setcolreg)(unsigned regno, unsigned red, unsigned green, unsigned blue, unsigned transp, struct fb_info *info); //顯示空白 int (*fb_blank)(int blank, struct fb_info *info); //矩形填充 void (*fb_fillrect) (struct fb_info *info, const struct fb_fillrect *rect); //復制數據 void (*fb_copyarea) (struct fb_info *info, const struct fb_copyarea *region); //圖形填充 void (*fb_imageblit) (struct fb_info *info, const struct fb_image *image); };
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struct fb_ops { /* open/release and usage marking */ struct module *owner; int (*fb_open)(struct fb_info *info, int user); int (*fb_release)(struct fb_info *info, int user); /* For framebuffers with strange non linear layouts or that do not * work with normal memory mapped access */ ssize_t (*fb_read)(struct fb_info *info, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos); ssize_t (*fb_write)(struct fb_info *info, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos); /* checks var and eventually tweaks it to something supported, * DO NOT MODIFY PAR */ int (*fb_check_var)(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info); /* set the video mode according to info->var */ int (*fb_set_par)(struct fb_info *info); /* set color register */ int (*fb_setcolreg)(unsigned regno, unsigned red, unsigned green, unsigned blue, unsigned transp, struct fb_info *info); /* set color registers in batch */ int (*fb_setcmap)(struct fb_cmap *cmap, struct fb_info *info); /* blank display */ int (*fb_blank)(int blank, struct fb_info *info); /* pan display */ int (*fb_pan_display)(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info); /* Draws a rectangle */ void (*fb_fillrect) (struct fb_info *info, const struct fb_fillrect *rect); /* Copy data from area to another */ void (*fb_copyarea) (struct fb_info *info, const struct fb_copyarea *region); /* Draws a image to the display */ void (*fb_imageblit) (struct fb_info *info, const struct fb_image *image); /* Draws cursor */ int (*fb_cursor) (struct fb_info *info, struct fb_cursor *cursor); /* Rotates the display */ void (*fb_rotate)(struct fb_info *info, int angle); /* wait for blit idle, optional */ int (*fb_sync)(struct fb_info *info); /* perform fb specific ioctl (optional) */ int (*fb_ioctl)(struct fb_info *info, unsigned int cmd, unsigned long arg); /* Handle 32bit compat ioctl (optional) */ int (*fb_compat_ioctl)(struct fb_info *info, unsigned cmd, unsigned long arg); /* perform fb specific mmap */ int (*fb_mmap)(struct fb_info *info, struct vm_area_struct *vma); /* get capability given var */ void (*fb_get_caps)(struct fb_info *info, struct fb_blit_caps *caps, struct fb_var_screeninfo *var); /* teardown any resources to do with this framebuffer */ void (*fb_destroy)(struct fb_info *info); /* called at KDB enter and leave time to prepare the console */ int (*fb_debug_enter)(struct fb_info *info); int (*fb_debug_leave)(struct fb_info *info); };
六、Framebuffer設備注冊
S3cfb.c中的s3cfb_probe設備探測,是驅動注冊的主要函數,
/*定義一個結構體用來維護驅動程序中各函數中用到的變量
先別看結構體要定義這些成員,到各函數使用的地方就明白了*/
static int __devinit s3cfb_probe(struct platform_device *pdev) { struct s3c_platform_fb *pdata;/*LCD屏配置信息結構體*/ struct s3cfb_global *fbdev;/*驅動程序全局變量結構體*/ struct resource *res; /*用來保存從LCD平台設備中獲取的LCD資源*/ int i, j, ret = 0; printk("%s\n",__func__); fbdev = kzalloc(sizeof(struct s3cfb_global), GFP_KERNEL); if (!fbdev) { dev_err(&pdev->dev, "failed to allocate for " "global fb structure\n"); ret = -ENOMEM; goto err_global; } fbdev->dev = &pdev->dev; fbdev->regulator = regulator_get(&pdev->dev, "pd"); if (!fbdev->regulator) { dev_err(fbdev->dev, "failed to get regulator\n"); ret = -EINVAL; goto err_regulator; } ret = regulator_enable(fbdev->regulator); if (ret < 0) { dev_err(fbdev->dev, "failed to enable regulator\n"); ret = -EINVAL; goto err_regulator; } /*獲取LCD參數信息*/ pdata = to_fb_plat(&pdev->dev); if (!pdata) { dev_err(fbdev->dev, "failed to get platform data\n"); ret = -EINVAL; goto err_pdata; } fbdev->lcd = (struct s3cfb_lcd *)pdata->lcd; /*配置GPIO端口*/ if (pdata->cfg_gpio) pdata->cfg_gpio(pdev); /*設置時鍾參數*/ if (pdata->clk_on) pdata->clk_on(pdev, &fbdev->clock); /*獲取LCD平台設備所使用的IO端口資源,注意這個IORESOURCE_MEM標志和LCD平台設備定義中的一致*/ res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); if (!res) { dev_err(fbdev->dev, "failed to get io memory region\n"); ret = -EINVAL; goto err_io; } /*申請LCD IO端口所占用的IO空間(注意理解IO空間和內存空間的區別),request_mem_region定義在ioport.h中*/ res = request_mem_region(res->start, res->end - res->start + 1, pdev->name); if (!res) { dev_err(fbdev->dev, "failed to request io memory region\n"); ret = -EINVAL; goto err_io; } /*將LCD的IO端口占用的這段IO空間映射到內存的虛擬地址,ioremap定義在io.h中 注意:IO空間要映射后才能使用,以后對虛擬地址的操作就是對IO空間的操作*/ fbdev->regs = ioremap(res->start, res->end - res->start + 1); if (!fbdev->regs) { dev_err(fbdev->dev, "failed to remap io region\n"); ret = -EINVAL; goto err_mem; } #ifdef CONFIG_FB_S3C_LTE480WV /*設置寄存器初始狀態*/ s3cfb_pre_init_para(fbdev); #endif /*設置gamma 值*/ s3cfb_set_gamma(fbdev); /*設置VSYNC中斷*/ s3cfb_set_vsync_interrupt(fbdev, 1); /*設置全局中斷*/ s3cfb_set_global_interrupt(fbdev, 1); /*fb設備參數信息初始化*/ s3cfb_init_global(fbdev); /*為framebuffer分配空間,進行內存映射,填充fb_info*/ if (s3cfb_alloc_framebuffer(fbdev)) { ret = -ENOMEM; goto err_alloc; } /*注冊fb設備到系統中*/ if (s3cfb_register_framebuffer(fbdev)) { ret = -EINVAL; goto err_register; } s3cfb_set_clock(fbdev); s3cfb_set_window(fbdev, pdata->default_win, 1); s3cfb_display_on(fbdev); fbdev->irq = platform_get_irq(pdev, 0); if (request_irq(fbdev->irq, s3cfb_irq_frame, IRQF_SHARED, pdev->name, fbdev)) { dev_err(fbdev->dev, "request_irq failed\n"); ret = -EINVAL; goto err_irq; } #ifdef CONFIG_FB_S3C_LCD_INIT if (pdata->backlight_on) pdata->backlight_on(pdev); if (!bootloaderfb && pdata->reset_lcd) pdata->reset_lcd(pdev); if (pdata->lcd_on) pdata->lcd_on(pdev); #endif #ifdef CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND fbdev->early_suspend.suspend = s3cfb_early_suspend; fbdev->early_suspend.resume = s3cfb_late_resume; fbdev->early_suspend.level = EARLY_SUSPEND_LEVEL_DISABLE_FB; register_early_suspend(&fbdev->early_suspend); #endif /*對設備文件系統的支持,創建fb設備文件*/ ret = device_create_file(&(pdev->dev), &dev_attr_win_power); if (ret < 0) dev_err(fbdev->dev, "failed to add sysfs entries\n"); dev_info(fbdev->dev, "registered successfully\n"); /*顯示開機logo*/ #if !defined(CONFIG_FRAMEBUFFER_CONSOLE) && defined(CONFIG_LOGO) if (fb_prepare_logo( fbdev->fb[pdata->default_win], FB_ROTATE_UR)) { printk("Start display and show logo\n"); /* Start display and show logo on boot */ fb_set_cmap(&fbdev->fb[pdata->default_win]->cmap, fbdev->fb[pdata->default_win]); fb_show_logo(fbdev->fb[pdata->default_win], FB_ROTATE_UR); } #endif return 0; }
4418的是在kernel\drivers\video 主要包括 nxp-fb.c
LCD控制器作為掛載在S5P4418 CPU總線上的一個模塊,是platform虛擬總線上的一個設備。因此,在外面的驅動里應該將該驅動注冊到platform bus。同時,我們根據第二篇所學知識,容易理解該驅動應該是一個字符設備類驅動。代碼如下:
static int nxp_fb_probe(struct platform_device *pdev) { struct nxp_fb_plat_data *plat = pdev->dev.platform_data; struct fb_info *info = NULL; #ifdef CONFIG_FB_NXP_ION_MEM struct nxp_fb_device *fbdev; struct nxp_fb_param *fbpar; #endif int i = 0, ret = 0; pr_debug("\n%s (name=%s, id=%d)\n", __func__, dev_name(&pdev->dev), pdev->id); /* allocate fb_info and init */ info = nxp_fb_init_fb(pdev->id, &pdev->dev); if(! info) { ret = -ENOMEM; goto err_fb; } ret = nxp_fb_setup_param(pdev->id, info, plat); if (0 > ret) goto err_map; nxp_fb_setup_info(info); #ifdef CONFIG_FB_NXP_ION_MEM fbpar = info->par; fbdev = &fbpar->fb_dev; fbdev->dev = &pdev->dev; ret = nxp_fb_setup_ion(&fbpar->fb_dev.dma_buf_data); if (ret) { printk(KERN_ERR "Fail to setup ion\n"); goto err_map; } #endif /* allocate frame buffer memory from here */ ret = nxp_fb_alloc_mem(info); if(ret) { printk(KERN_ERR "Fail, unable to allcate frame buffer (%d)\n", pdev->id); goto err_map; } nxp_fb_init_display(info); /* * device_create '/proc/fb0' & fb class * register machine file operation to frame buffer file operation * registered_fb[] * (drivers/video/fbmem.c) */ if (pdev->id != 0) { for (i = 0; pdev->id > i; i++) { if (!registered_fb[i]) { printk("FB: Reserve dev/node [%d]\n", i); registered_fb[i] = info; } } } ret = register_framebuffer(info); if(ret < 0) { printk(KERN_ERR "Fail, unable to register frame buffer(%d)\n", pdev->id); goto err_reg; } /* register to driver data, use platform_get_drvdata */ platform_set_drvdata(pdev, info); //gpio_request(CFG_IO_LCD_POWER, "LCE_POWER"); //gpio_direction_output(CFG_IO_LCD_POWER,0); //mdelay(300); //gpio_direction_output(CFG_IO_LCD_POWER,1); printk("--%s----\n\n",__func__); return ret; err_reg: unregister_framebuffer(info); err_map: nxp_fb_free_mem(info); err_fb: nxp_fb_exit_fb(info); return ret; }
七、如何閱讀LCD規格書
首先我們調試LCD的時候要獲得的一些參數,沒必要把整個規格書通讀一遍,我剛開始調試屏的時候拿到一個規格書不知道從何入手,也不知那些參數有用,比較模糊,其實只提取一些有用的信息就可以,下面這些對初學者也許有點用處。
1、GeneralSpecification
尺寸、分辨率、位數、色彩、像素時鍾頻率、接口類型
(1)、尺寸:
(2)、分辨率:1920 1200;
(3)、接口:雙通道LVDS;
(4)、色彩:16.7M,這里可以確認數據位數8bitRGB三色:3*8=24,2的24次方=16.7M
6bitRGB 三色:3*6=18,2的18次方=262 144;
所以當看到色彩是1.7M是,說明LCD是24bit的,如果是262 144說明LCD是18bit的。
2、Timing Characteristics
(1)、Frame rate :是60HZ,也就是幀率;
(2)、clock frequency:像素時鍾,這里面有最大值、中間值和最小值,這個屏默認值為:76.36MHz;
(3)、Vertical Seciton:VSWidth +Back Porc+Front Porch,前間距、后間距。這個我們再RGB信號哪里詳細解釋,這個我們前面有說過;
(4)、Horizontal Section:HS Width +Back Porc+Front Porch,這個跟VS的Porch相同。
3、LCD Timing diagram信號時序圖,如下所示
有些讀者會問,為什么沒有行、場、數據等信號。其實這個是LVDS信號的時序,這個根據屏廠的習慣,有的畫的是LVDS輸入的信號時序,有的是TTL(RGB)的時序。
上面我們以一個例子說明,做驅動的(軟件方面)要知道的一些參數,如果是硬件方面的問題,可以再對一下接口。其實一個LCD規格書要了解的也就這么多,調試軟件就夠用:
(1)、General Specification中可得到,尺寸、分辨率、位數、色彩、像素時鍾頻率、接口類型;
(2)、Timing Characteristics中可以得到一些具體的參數;
(3)、LCD Timing diagram信號時序圖,可以看到一些信號的時序、極性等;
八、PWM概述
1、先解釋兩個名詞:
PWM:脈沖寬度調制(PWM),是英文“Pulse WidthModulation”的縮寫,簡稱脈寬調制。
占空比:占空比(DutyRation)在電信領域中有如下含義:
在一串理想的脈沖周期序列中(如方波),正脈沖的持續時間與脈沖總周期的比值。例如:(假設脈沖為3V)
脈沖寬度 1μs,信號周期4μs的脈沖序列占空比為0.25,平均電壓為:3*0.25=0.75V;
脈沖寬度 0μs,信號周期4μs的脈沖序列占空比為0,平均電壓為:0V;
脈沖寬度 4μs,信號周期4μs的脈沖序列占空比為1,平均電壓為:3V;
平均電壓的變化成階梯型變化,如果T足夠小,成線性。
看下芯片片規格書中的描述:寄存器填不同值是,脈沖寬度不一樣。
2、samusng 中的PWM控制器
PWM時鍾分頻。跟單片機里面的有點像。死區控制器:這個是根據晶體管的特性,設置這個功能的,不過我工作中還沒有用到死區控制這塊。了解有這個概念。
看這些寄存器,記得用MINI2440寫裸機程序的時候,直接寫這些寄存器,記得上學時把s3c2440當單片機玩,有點浪費。學生時代,已經逝去的青春??
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