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MTK6573芯片的LCM程序介绍

 key琪 2017-09-01

一、       与LCD驱动相关的主要文件路径
\mediatek\platform\mt6573\uboot\mt6573_disp_drv.c
\mediatek\platform\mt6573\uboot\mt6573_disp_drv_dpi.c
\mediatek\platform\mt6573\uboot \mt6573_disp_drv_dbi.c
\mediatek\platform\mt6573\uboot \mt6573_dpi_drv.c
\mediatek\platform\mt6573\uboot \mt6573_dsi_drv.c
\mediatek\platform\mt6573\uboot \mt6573_lcd_drv.c
\mediatek\source\kernel\drivers\video\mtkfb.c
\mediatek\source\kernel\drivers\video\disp_drv.c
\mediatek\source\kernel\drivers\video\disp_drv_dpi.c
\mediatek\source\kernel\drivers\video\disp_drv_dbi.c
\mediatek\platform\mt6573\kernel\drivers\video\lcd_drv.c
\mediatek\platform\mt6573\kernel\drivers\video\dpi_drv.c
\mediatek\platform\mt6573\kernel\drivers\video\dsi_drv.c
\mediatek\custom\common\kernel\lcm\LCM_NAME\LCM_NAME.c
 
\mediatek\platform\mt6573\uboot \mt6573_pwm.c
\mediatek\platform\mt6573\uboot \mt65xx_leds.c
\mediatek\source\kernel\drivers\leds\leds.c
\mediatek\custom\ginwave73_gb\kernel\leds\mt65xx\cust_leds.c
 
二、       怎样新建一个LCD驱动
LCD模组主要包括LCD显示屏和驱动IC。比如LF040DNYB16a模组的驱动IC型号为NT35510。要在MTK6573平台上新建这个lcd的驱动,步骤如下:
1、  在mediatek\custom\common\kernel\lcm目录下新建文件夹nt35510,在此文件夹中新建nt35510.c。这就是LCM硬件层驱动文件。
2、  修改\mediatek\custom\common\kernel\lcm\ mt65xx_lcm_list.c, 在 lcm_driver_list [ lcm_count ] 中增加nt35510_lcm_drv。
3、  打开mediatek\config\ginwave73_gb\ProjectConfig.mk,修改CUSTOM_UBOOT_LCM = nt35510, CUSTOM_KERNEL_LCM = nt35510;修改LCM_WIDTH、LCM_HEIGHT、BOOT_LOGO为正确的值。
 
三、       驱动文件(nt35510.c) 主要任务是实现
LCM_DRIVER   nt35510_lcm_drv =
{
    .name                    = "nt35510",
       .set_util_funcs = lcm_set_util_funcs,
       .get_params     = lcm_get_params,
       .init           = lcm_init,
       .suspend        = lcm_suspend,
       .resume         = lcm_resume,
       .compare_id     = lcm_compare_id,
};
(1)lcm_get_params主要是设置LCM相关的参数,数据结构如下:
typedef struct
{
    LCM_TYPE type;
LCM_CTRL ctrl;               //! how to control LCM registers  
     unsigned int width;
    unsigned int height;
       unsigned int io_select_mode;     //DBI or DPI should select IO mode according to chip spec
 
 
    LCM_DBI_PARAMS dbi;
    LCM_DPI_PARAMS dpi;
    LCM_DSI_PARAMS dsi;
} LCM_PARAMS;
 
LCM_TYPE 定义LCM与HOST间的接口,主要分为3种,DBI, DPI, DSI。其中DBI又分为parallel DBI 和serial DBI。
parallel DBI(B型DBI)的命令和数据都在数据总线D[17:0]上传输。CSX为低时数据有效。WRX线控制D[17:0]为写时序,RDX控制D[17:0]为读时序。D/CX指示D[17:0]上传输的是命令还是数据。注:MT6573使用LPA0线作为D/CX线,LPCE线作为CSX线,LWRB线作为WRX线,LRDB线作为RDX线。
 
serial DBI(C型DBI)的命令和数据都在SPI接口上传输。CSX为低时SDA有效。SCL提供时钟,DIN输入,DOUT输出。当SDA_EN=1时,DIN线成为双向的SDA线,即可输入又可输出,DOUT线不用。C型DBI分为3线(没有D/CX线)和4线(有D/CX线)两种。3线的使用一个D/CX bit来区分命令/数据,4线的使用D/CX线来区分命令/数据。注:MT6573使用LSA0线作为D/CX线,LSCE线作为CSX线。LSCK线作为SCL线,LSDA线作为SDA线。
 
DPI的命令在SPI上传输,Pixel data(RGB data)在D[17:0]上传输。其命令传输方式与serial DBI相同。对于Pixel data(RGB data),需要自己的4条控制线:DPICK_PIN(RGB时钟) 、DPIDE_PIN(RGB数据有效)、DPIVSYNC(场同步)、 DPIHSYNC(行同步) 。
 
typedef enum
{
    LCM_CTRL_NONE = 0,
    LCM_CTRL_SERIAL_DBI,
    LCM_CTRL_PARALLEL_DBI,
    LCM_CTRL_GPIO
}
LCM_CTRL定义LCM与HOST之间传递command的方式,有SERIAL_DBI、PARALLEL_DBI、GPIO几种控制方式。如果是DPI接口,其LCM_CTRL可以选择SERIAL_DBI或者GPIO。
 
Width和height定义LCM的宽度和高度。
 
io_select_mode有这些选项:0(LCD_IO_SEL_16CPU_24RGB),1(LCD_IO_SEL_18CPU_18RGB),2(LCD_IO_SEL_24CPU_8RGB),3(LCD_IO_SEL_24CPU_ONLY)。根据driver IC 的定义填写。
 
LCM_×××_PARAMS根据不同的LCM_TYPE取值,这是针对DBI/DPI/DSI接口类型的详细参数定义。比如LCM_DPI_PARAMS定义如下:
typedef struct
{
    unsigned int mipi_pll_clk_ref;   // 0..1
    unsigned int mipi_pll_clk_div1;  // 0..63
    unsigned int mipi_pll_clk_div2;  // 0..15
    unsigned int dpi_clk_div;        // 2..32
    unsigned int dpi_clk_duty;       // (dpi_clk_div - 1) .. 31
 
   
    LCM_POLARITY clk_pol;
    LCM_POLARITY de_pol;
    LCM_POLARITY vsync_pol;
    LCM_POLARITY hsync_pol;
 
   
    unsigned int hsync_pulse_width;
    unsigned int hsync_back_porch;
    unsigned int hsync_front_porch;
    unsigned int vsync_pulse_width;
    unsigned int vsync_back_porch;
    unsigned int vsync_front_porch;
   
   
    LCM_DPI_FORMAT format;
    LCM_COLOR_ORDER rgb_order;
    unsigned int  is_serial_output;
 
   
    unsigned int intermediat_buffer_num; // 2..3
 
   
    LCM_DRIVING_CURRENT io_driving_current;
   
} LCM_DPI_PARAMS;
 
其中,第一段前4项用于控制DPI时钟,计算公式如下:
Pixel Clock Frequency = 26MHz * mipi_pll_clk_div1 / (mipi_pll_clk_ref + 1)/ (2 * mipi_pll_clk_div2)/ dpi_clk_div
第二段4个参数设置DPICK_PIN(RGB时钟) 、DPIDE_PIN(RGB数据有效)、 DPIVSYNC(场同步)、DPIHSYNC(行同步)线是上升沿还是下降沿有效。
行同步脉冲开始前和开始后的几个时钟周期,是行信号消隐期;场同步开始前和开始后的几个行周期,是场信号消隐期。消隐期不传递图像信号。消隐期特性由第三段六个参数定义:hsync_pulse_width;    hsync_back_porch; hsync_front_porch;  vsync_pulse_width;  vsync_back_porch;  vsync_front_porch;
LCM_DPI_FORMAT指定每个像素中RGB各占几个bit.
LCM_COLOR_ORDER指定RGB的顺序。
上述参数的值,均依照LCM spec及驱动IC datasheet中的定义。
 
这里要说说一个特别之处。NT35510使用DPI接口,SERIAL_DBI ctrl 方式时,没有D/CX线,datasheet上定义的传输方式是9 bits,即在数据byte前加个D/CX bit。但使用了NT35510的LCM——LF040DNYB16a,其spec中却另外定义了其串口使用16 bits 模式传输。Byte1 是标志byte, 前3位分别为 R/W bit, D/CX bit, High/Low bit;Byte2 则是命令或数据。NT35510的每个command长度为2byte,还可能带有若干bytes的参数,比如命令F001,参数AA,应该这样传输:0x20 0xF0      0x00 0x01      0x40 0xAA。
 
(2)lcm_init主要实现LCM的初始化,包括如下步骤:
       config_gpio——配置GPIO。
       发送reset信号。RESET pin low和RESET pin high需要持续的时间一般为若干ms, 以datasheet 为准。
       init_lcm_registers——初始化LCM的寄存器。具体可以厂家提供的初始代码为参考。一般在此函数末尾,都会使用唤醒命令组(见后文),使LCM进入工作状态。
(3)lcm_suspend 使LCM休眠,使用特定的命令,并遵守datasheet定义的时间特性。常用命令组如下:
0X2800 (or  0X28) —— set display off
0X1000 (or  0X10) —— enter sleep mode
对nt35510而言,还有一种更深睡眠的状态——deep standby mode,使用如下命令进入:
0X4F00  0X01
(4)lcm_resume使LCM苏醒,使用特定的命令,并遵守datasheet定义的时间特性。
唤醒命令组:
0X1100 (or     0X11) —— exit sleep mode
0X2900 (or     0X29) —— set display on
对nt35510而言,如果在lcm_suspend中使LCM enter deep standby mode,则不能使用唤醒命令组,需要使用reset信号并要重新init_lcm_registers。
 
四、       驱动 nt35510_lcm_drv怎样被上层使用
Mtkfb.c中实现了LCM的platform driver:
static struct platform_driver   mtkfb_driver =
{
    .driver = {
        .name    = “mtk-fb”,
        .bus     = &platform_bus_type,
        .probe   = mtkfb_probe,
        .remove  = mtkfb_remove,   
        .suspend = mtkfb_suspend,
        .resume  = mtkfb_resume,
    },   
};
mtkfb_probe会调用函数mtkfb_find_lcm_driver来发现LCM的硬件层驱动。mtkfb_find_lcm_driver——DISP_SelectDevice——disp_drv_get_lcm_driver,检查lcm_driver_list[],得到当前使用的LCM及其驱动名称。
 
Mt6573_devs.c中,定义了framebuffer型的platform device,这个设备在mt6573_board_init()调用时被注册。它所对应的驱动就是上文提到的mtkfb_driver
static struct platform_device   mt6573_device_fb = {
    .name = "mtkfb",
    .id   = 0,
    .num_resources = ARRAY_SIZE(resource_fb),
    .resource      = resource_fb,
    .dev = {
        .dma_mask = &mtkfb_dmamask,
        .coherent_dma_mask = 0xffffffff,
    },
};
 
在linux 内核中lcd 设备驱动所使用的是framebuffer设备类型,framebuffer设备驱动程序的核心数据结构是fb_ops;用户空间就是通过此结构体,调用其中的函数来对LCD实现控制。Mtkfb.c中定义并实现了fb_ops类型的mtkfb_ops。一个使用mtkfb_ops的例子见\mediatek\source\kernel\drivers\gpu\pvr\services4\3rdparty\mtklfb\ mtklfb_displayclass.c。
static struct  fb_ops  mtkfb_ops = {
    .owner          = THIS_MODULE,
    .fb_open        = mtkfb_open,
    .fb_release     = mtkfb_release,
    .fb_setcolreg   = mtkfb_setcolreg,                                          //批量配置颜色参数
    .fb_pan_display = mtkfb_pan_display_proxy,                            //虚拟屏幕内容显示
    .fb_fillrect    = cfb_fillrect,                                           //填充区域显示
    .fb_copyarea    = cfb_copyarea,                                     //复制区域显示
    .fb_imageblit   = cfb_imageblit,                                     //显示图象
    .fb_cursor      = mtkfb_soft_cursor,                              //光标显示
    .fb_check_var   = mtkfb_check_var,                                //检查并配置fb_var_screeninfo参数
    .fb_set_par     = mtkfb_set_par,                                     //change display mode and set parameter
    .fb_ioctl       = mtkfb_ioctl,                                        //特定ioctl配置LCD屏幕特性
};
 
五、       Frame Buffer 设备驱动
mtkfb_driver中的各个函数会调用到DISP_xxx函数(DISP_drv.c),而DISP_xxx会调用到LCD_xxx函数(lcd_drv.c)以及LCM硬件层驱动。
mtkfb_probe的主要工作如下:
*    find lcm driver
*    Register interrupt handler (call back function), Init screen update wait queue, create screen update kThread
*    Allocate and initialize frame buffer device (fb_info , mtkfb_device), select panel type according to machine type
 *  Initialize Display Driver PDD Layer (DISP_init)
 *  Initialize fb_info struct (mtkfb_fbinfo_init)
 *  Register mtkfb_device fs  to system (mtkfb_register_sysfs)
 *  Register fb_info to system (register_framebuffer)
 
 fb_info结构定义如下:
struct fb_info {
       int node;
       int flags;
       struct mutex lock;         
       struct mutex mm_lock;        
       struct  fb_var_screeninfo  var;      
       struct  fb_fix_screeninfo  fix;
       struct fb_monspecs monspecs;      
       struct work_struct queue;     
       struct fb_pixmap pixmap;     
       struct fb_pixmap sprite;
       struct fb_cmap cmap;           
       struct list_head modelist;     
       struct fb_videomode *mode;
 
#ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT     
       struct backlight_device *bl_dev;
       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;           
       struct device *dev;             
       int class_flag;                   
#ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING
       struct fb_tile_ops *tileops;   
#endif
       char __iomem *screen_base;
       unsigned long screen_size;    
       void *pseudo_palette;          
#define FBINFO_STATE_RUNNING   0
#define FBINFO_STATE_SUSPENDED     1
       u32  state;                  
       void *fbcon_par;               
      
       void *par;      
       struct apertures_struct {
              unsigned int count;
              struct aperture {
                     resource_size_t base;
                     resource_size_t size;
              } ranges[0];
       } *apertures;
};
 1)fb_var_screeninfo
  这个结构描述了显示卡的特性:
  NOTE:  __u32 是表示 unsigned 不带符号的 32 bits 的数据类型,其余类推。这是 Linux 内核中所用到的数据类型,如果是开发用户空间(user-space)的程序,可以根据具体计算机平台的情况,用 unsigned long 等等来代替
  struct fb_var_screeninfo
  {
  __u32 xres; //可视区域
  __u32 yres;
  __u32 xres_virtual; //可视区域
  __u32 yres_virtual;
  __u32 xoffset; //可视区域的偏移
  __u32 yoffset;
  __u32 bits_per_pixel; //每一象素的bit数
  __u32 grayscale; //等于零就成黑白
  struct fb_bitfield red; 真彩的bit机构
  struct fb_bitfield green;
  struct fb_bitfield blue;
  struct fb_bitfield transp;  透明
  __u32 nonstd;  不是标准格式
  __u32 activate;
  __u32 height;  内存中的图像高度
  __u32 width;  内存中的图像宽度
  __u32 accel_flags;  加速标志
  
  时序-_-这些部分就是显示器的显示方法了,可以找相关的资料看看
  __u32 pixclock;
  __u32 left_margin;
  __u32 right_margin;
  __u32 upper_margin;
  __u32 lower_margin;
  __u32 hsync_len;  水平可视区域
  __u32 vsync_len;  垂直可视区域
  __u32 sync;
  __u32 vmode;
  __u32 reserved[6];  备用-以后开发
  };
  2) fb_fix_screeninfon
  这个结构在显卡被设定模式后创建,它描述显示卡的属性,并且系统运行时不能被修改;比如FrameBuffer内存的起始地址。它依赖于被设定的模式,当一个模式被设定后,内存信息由显示卡硬件给出,内存的位置等信息就不可以修改。
  struct fb_fix_screeninfo {
  char id[16]; ID
  unsigned long smem_start;  内存起始
   物理地址
  __u32 smem_len;  内存大小
  __u32 type;
  __u32 type_aux; 插入区域?
  __u32 visual;
  __u16 xpanstep; 没有硬件设备就为零
  __u16 ypanstep;
  __u16 ywrapstep;
  __u32 line_length;  一行的字节表示
  unsigned long mmio_start; 内存映射的I/O起始
  
  __u32 mmio_len; I/O的大小
  __u32 accel;  可用的加速类型
  __u16 reserved[3];
  };
 
Mtkfb_device结构定义如下:
struct mtkfb_device {
    int             state;
    void           *fb_va_base;            
    dma_addr_t      fb_pa_base;            
    unsigned long   fb_size_in_byte;
 
    unsigned long   layer_enable;
    MTK_FB_FORMAT   layer_format[HW_OVERLAY_COUNT];
    unsigned int    layer_config_dirty;
 
    int             xscale, yscale, mirror;    
    u32             pseudo_palette[17];
 
    struct fb_info  *fb_info;                
    struct device   *dev;
};
 
六、       uBoot阶段
Mt6573_board.c中,board_init函数执行硬件先期初始化工作,它调用mt65xx_disp_init函数(Mt6573_disp_drv.c)。
          board_init——mt65xx_disp_init——DISP_Init——disp_drv_init_context——DISP_DetectDevice——disp_drv_get_lcm_driver——lcm_driver_list[ ]
           disp_drv_init_context——DISP_GetDriverDPI / DISP_GetDriverDBI / DISP_GetDriverDSI
           DISP_GetDriverDPI (mt6573_disp_drv_dpi.c)——DPI_DISP_DRV. dpi_init——init_dpi——DPI_Init (Mt6573_dpi_drv.c)
           DISP_GetDriverDBI  (mt6573_disp_drv_dbi.c)——DBI_DISP_DRV. dbi_init——init_lcd——LCD_xxx(Mt6573_lcd_drv.c)
           DISP_GetDriverDSI  (mt6573_disp_drv_dsi.c)——DSI_DISP_DRV. dsi_init——init_lcd,init_dsi——DSI_Init(Mt6573_dsi_drv.c)
           DISP_Init——LCD_Init  (Mt6573_lcd_drv.c)
           DISP_UpdateScreen——LCD_StartTransfer  (Mt6573_lcd_drv.c)
 
七、       背光控制
Cust_leds.c中定义了cust_mt65xx_led类型的数组cust_led_list[],列出了平台的所有led设备,包括不同颜色的led灯,轨迹球、键盘、按键、LCD等的背光灯。不同led设备可以有各自不同的背光控制方式,比如PWM(脉冲宽度调制)方式,GPIO方式,PMIC方式,用户自定义方式等。如下所示:
static struct  cust_mt65xx_led   cust_led_list[MT65XX_LED_TYPE_TOTAL] = {
       {"red",               MT65XX_LED_MODE_PWM, PWM3},
       {"green",             MT65XX_LED_MODE_PWM, PWM2},
       {"blue",              MT65XX_LED_MODE_PWM, PWM1},
       {"jogball-backlight",    MT65XX_LED_MODE_NONE, -1},
       {"keyboard-backlight",  MT65XX_LED_MODE_NONE, -1},
       {"button-backlight",    MT65XX_LED_MODE_PWM, PWM7},
       {"lcd-backlight",       MT65XX_LED_MODE_CUST, (int)Cust_SetBacklight},
};
这个数组通过get_cust_led_list函数被mt65xx_leds_probe调用,传递给mt65xx_leds_driver,并且mt65xx_leds_probe 将数组中的设备一一注册。(\mediatek\source\kernel\drivers\leds\ leds.c)
static struct platform_driver mt65xx_leds_driver = {
       .driver            = {
              .name      = "leds-mt65xx",
              .owner    = THIS_MODULE,
       },
       .probe            = mt65xx_leds_probe,
       .remove          = mt65xx_leds_remove,
       //.suspend       = mt65xx_leds_suspend,
       .shutdown   = mt65xx_leds_shutdown,
};
 
static struct platform_device mt65xx_leds_device = {
       .name = "leds-mt65xx",
       .id = -1
};
以lcd-backlight为例,其控制方式为自定义,背光控制IC为SN3228B,控制函数为Cust_SetBacklight。MT6573的GPIO49作为控制脚,连接到SN3228B的EN/SET脚。该引脚对收到的上升沿脉冲计数(1~14个),调整自己的输出电流,从而控制Leds的亮度。所以Cust_SetBacklight根据要达到的亮度level,在GPIO49上输出对应数量的上升沿脉冲,时间特性需满足SN3228的定义。
如果采用PWM控制方式,则需要使用MT6573的PWM controller。函数led_set_pwm实现了用PWM控制led灯的亮、灭、闪烁时对PWM controller 相关寄存器的配置;函数backlight_set_pwm实现了用PWM控制lcd backlight时对PWM controller 相关寄存器的配置,随lcd-backlight brightness level不同,相应的PWM脚输出对应数量的脉冲(level:0~64)
mt65xx_led_set_cust根据不同的控制方式,调用相应的配置函数,如下:
MT65XX_LED_MODE_PWM:  backlight_set_pwm / led_set_pwm
MT65XX_LED_MODE_CUST:    Cust_SetBacklight
MT65XX_LED_MODE_GPIO:    brightness_set_gpio
MT65XX_LED_MODE_PMIC:    brightness_set_pmic
 
mt65xx_leds_probe 为cust_led_list[]中的每个led设备初始化一个任务队列,任务处理函数为mt65xx_led_work,它再调用mt65xx_led_set_cust实现控制。每个led设备的亮度设置(brightness_set)函数为mt65xx_led_set,它对lcd-backlight设备直接调用mt65xx_led_set_cust,对其他设备则用任务队列调度。
Uboot阶段,其函数调用及led和backlight控制方式与启动后基本相同。增加了各种充电状态下对红、绿、蓝led的控制。如下是backlight的调用关系:
(mt65xx_leds.c)mt65xx_backlight_on——mt65xx_leds_brightness_set(MT65XX_LED_TYPE_LCD, LED_FULL)——mt65xx_led_set_cust——brightness_set_pwm / Cust_SetBacklight

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