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iMX8M系列技术贴 | iMX8MM uboot添加新的显示支持

 ARM开发板 2022-01-21

OKMX8MM-C开发板基于NXP公司的i.MX8MMini 四核64位处理器设计，采用核心板+底板结构，主频最高1.8GHz，Cortex-A53架构；2GB DDR4 RAM，支持一个通用型Cortex®-M4 400MHz内核处理器提供多种外设接口，如MIPI-CSI、MIPI-DSI、USB、PCIe、UART 、eCSPI 、IIC和千兆以太网。本文主要讲解OKMX8MM-C开发板平台uboot添加新的显示支持。

一、MIPI接口能够连接的显示设备

OKMX8MM-C开发板只有一个MIPI DSI显示接口，这个接口除了可以连接MIPI显示屏，还可以通过MIPI转LVDS模块，连接LVDS显示屏或HDMI显示屏。

其中MIPI显示屏还分为需要配置和不需要配置的。

1、不需要配置的MIPI屏

MIPI接口的显示屏分为需要DSI进入命令模式配置后才能显示的MIPI屏和不需要配置的MIPI屏。不需要配置的MIPI屏比较简单，只要MIPI DSI接口正常输出信号就能正常显示，飞凌嵌入式OKMX8MM-C开发板提供的1024x600分辨率的7寸MIPI屏就是一块不需要配置的MIPI屏，它默认就工作在4lanes高速模式下，只需要将CPU内的显示相关的模块配置好，并让其开始工作，MIPI屏就能够正常显示。

2、需要配置的MIPI屏

需要配置的MIPI屏，DSI接口在输出显示信号前需要进入命令模式对显示屏进行配置，配置参数一般由屏体厂家提供。NXP i.MX8MM 评估套件使用的OLED屏RM67191，就是一款需要配置的MIPI显示屏。

3、MIPI转LVDS和HDMI模块

这个模块能将MIPI信号转换为LVDS或HDMI信号，通过这个模块可以连接LVDS显示屏或者HDMI显示屏。MIPI转LVDS&HDMI模块需要通过I2C配置转接，将包含对应的显示屏的显示参数等信息配置到芯片内，然后MIPI接口输出对应的显示信号。

二、UBOOT阶段的LOGO显示

OKMX8MM-C开发板默认添加了

  • 1024x600的7寸屏（MIPI7）；

  • 自定义7MIPI显示（MIPICUSTOM）；

  • MIPI转HDMI的1920x1080 (MIPI2HDMI1920x1080）；

  • 1280x720 (MIPI2HDMI1280x720）； 

  • 640x480 (MIPI2HDMI640x480）；

  • 10.1寸1280x800LVDS显示屏（MIPI2HDMI1280x800）；

  • 自定义MIPI转LVDS（MIPI2HDMICUSTOM）。

小编截取了MIPI7和MIPI2HDMI_1280x720的完整的显示参数，分别对应了直接连接MIPI屏和通过MIPI转LVDS&HDMI模块连接LVDS或HDMI显示屏。 


struct display_info_t const displays[] = {
        {
                .bus = LCDIF_BASE_ADDR,
                .addr = 0,
                .pixfmt = 24,
                .detect = NULL,
                .enable = do_enable_mipi_led,
                .mode   = {
                        .name                   = "MIPI7",
                        .refresh                = 60,
                        .xres                   = 1024 ,
                        .yres                   = 600,
                        .pixclock               = 22733, /* 43987200 */
                        .left_margin    = 48,
                        .right_margin   = 40,
                        .upper_margin   = 16,
                        .lower_margin   = 13,
                        .hsync_len              = 48,
                        .vsync_len              = 3,
                        .sync                   = FB_SYNC_EXT,
                        .vmode                  = FB_VMODE_NONINTERLACED
                }
        },
    	...
        {       
                .bus = LCDIF_BASE_ADDR,
                .addr = 0,
                .pixfmt = 24,
                .detect = NULL,
                .enable = do_enable_mipi2hdmi,
                .mode   = {
                        .name                   = "MIPI2HDMI_1280x720",
                        .refresh                = 60,
                        .xres                   = 1280,
                        .yres                   = 720,
                        .pixclock               = 13468, //74250000
                        .left_margin    = 220,
                        .right_margin   = 110,
                        .upper_margin   = 20,
                        .lower_margin   = 5,    
                        .hsync_len              = 40,
                        .vsync_len              = 5,
                        .sync                   = FB_SYNC_EXT,
                        .vmode                  = FB_VMODE_NONINTERLACED
                }
        },
      ...
}

1、如何选择显示参数

UBOOT阶段通过读取UBOOT的环境变量panel的值来判定使用哪一组显示参数，可以通过UBOOT命令行或者UBOOT菜单设置panel的值，方法可以参考飞凌嵌入式提供的用户手册。UBOOT代码通过判断哪组参数的mode字段的name值和panel的值相等就选择哪组参数，例如panel的值等于MIPI7，那么就会选择MIPI7对应的那组显示参数，也就是飞凌嵌入式提供的1024x600分辨率的7寸MIPI屏。

2、自定义参数是什么意思

我们在调试显示的时候需要修改panel对应的显示参数结构体内的参数，自定义参数是指可以通过UBOOT命令行设置环境变量来修改显示参数结构体内的参数。自定义参数的用法是panel的值设置为MIPI2HDMI_CUSTOM或MIPI_CUSTOM，代码通过读取环境变量customvideomode，然后解析xres、yres等参数的值替显示参数结构体内的xres、yres等参数，其代码实现如下。 

int board_video_skip(void)
{
        int i;
        int ret = 0;
        char const *panel = env_get("panel");
        if (!panel) {
             ...
        } else {
                for (i = 0; i < display_count; i++) {
                        if (!strcmp(panel, displays[i].mode.name))
                                break;
                }
        }
        if (i < display_count) {
                if(!strcmp(panel, "MIPI_CUSTOM") || !strcmp(panel, "MIPI2HDMI_CUSTOM")) {
                        char const* options = env_get("custom_video_mode");
                        char *opt = strdup(options);
                        get_mode_frome_env(&displays[i], opt);
                }
		...
static void get_mode_frome_env(struct display_info_t *dev, char *options)
{       
        char *opt;
        while ((opt = strsep(&options, ",")) != NULL) {
                if (!*opt)
                        continue; 
                if (!strncmp(opt, "xres=", 5)) {
                        dev->mode.xres = simple_strtoul(opt + 5, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "yres=", 5)) {
                        dev->mode.yres = simple_strtoul(opt + 5, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "pixclock=", 9)) {
                        dev->mode.pixclock = simple_strtoul(opt + 9, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "left_margin=", 12)) {
                        dev->mode.left_margin = simple_strtoul(opt + 12, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "right_margin=", 13)) {
                        dev->mode.right_margin = simple_strtoul(opt + 13, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "upper_margin=", 13)) {
                        dev->mode.upper_margin = simple_strtoul(opt + 13, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "lower_margin=", 13)) {
                        dev->mode.lower_margin = simple_strtoul(opt + 13, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "hsync_len=", 10)) {
                        dev->mode.hsync_len = simple_strtoul(opt + 10, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "vsync_len=", 10)) {
                        dev->mode.vsync_len = simple_strtoul(opt + 10, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "sync=", 5)) {
                        dev->mode.sync = simple_strtoul(opt + 5, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "vmode=", 6)) {
                        dev->mode.vmode = simple_strtoul(opt + 6, NULL, 0);
                } else if (!strncmp(opt, "refresh=", 8)) {
                        dev->mode.refresh = simple_strtoul(opt + 8 , NULL, 0);
                }
        }
        printf("use custom mode %s: %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %08X, %08X \n ",                         dev->mode.name,dev->mode.refresh, dev->mode.xres, dev->mode.yres, dev->mode.pixclock,                         dev->mode.left_margin, dev->mode.right_margin,  dev->mode.upper_margin, dev->mode.lower_margin,                         dev->mode.hsync_len, dev->mode.vsync_len, dev->mode.sync, dev->mode.vmode);
}

三、UBOOT新增显示调试

UBOOT新增显示屏时，先确认增加的是哪种类型的显示屏，下面跟着小编一起对不同的显示屏进行调试。

1、MIPI转LVDS和HDMI模块

MIPI转LVDS和HDMI模块，能够正常显示的条件是：

  • 显示结构体内配置当前显示屏的显示参数；
  • I2C下发正确的配置参数到转接模块。

I2C需要下发的配置参数是通过显示参数计算得出，所以当连接LVDS或HDMI显示时，只需要正确配置显示参数就能让UBOOT正常显示LOGO。飞凌嵌入式提供的代码已经默认支持了640x480、1280x720、1920x1080、1280x800四种分辨率，如果选择这几种分辨率的显示屏，直接通过菜单显示即可（LVDS接口分辨率最大支持到1280x800）。如果要添加其它分辨率的显示屏，飞凌嵌入式提供了一组可以自定义显示的参数，只需要将panel的值设置为”MIPI2HDMICUSTOM“，然后设置环境变量customvideo_mode，修改你需要的xres、yres等值后保存环境变量，重启检测能否显示LOGO。在启动的过程可以看到新设置的显示参数，方便验证修改的是否成功。 



...
u-boot=> setenv panel MIPI2HDMI_CUSTOM              
u-boot=> setenv custom_video_mode xres=1024,yres=768
u-boot=> sa                                         
Saving Environment to MMC... Writing to MMC(1)... OK
u-boot=> reset 
resetting ...
...
Loading Environment from MMC... OK
use custom mode MIPI2HDMI_CUSTOM: 60, 1024, 768, 12048, 200, 64, 24, 1, 136, 3, 00000004, 00000000 
...

2、不需配置的MIPI显示屏

不需配置的MIPI屏，只需要修改显示参数即可正常显示LOGO。飞凌嵌入式开发板默认支持分辨率为1024x600的显示屏，如需添加新的此类型的显示屏，飞凌嵌入式提供了一组可以自定义显示的参数，只需要将panel的值设置为”MIPICUSTOM“，然后设置环境变量customvideo_mode，修改你需要的xres、yres等值后保存环境变量，重启检测能否显示LOGO。在启动的过程可以看到新设置的显示参数，方便验证修改的是否成功。 


...
u-boot=> setenv panel MIPI_CUSTOM
u-boot=> setenv custom_video_mode xres=800,yres=600,pixclock=20000,refresh=55
u-boot=> sa
Saving Environment to MMC... Writing to MMC(1)... OK
u-boot=> reset 
resetting ...
...
Loading Environment from MMC... OK
use custom mode MIPI_CUSTOM: 55, 800, 600, 20000, 48, 40, 16, 13, 48, 3, 00000004, 00000000 
 Display: MIPI_CUSTOM (800x600)
Video: 800x600x24
...

3、需要配置的MIPI显示屏

这种显示屏对比不需配置的MIPI显示屏多了一步配置，可以参照原厂提供的RM67191进行修改。

首先，添加一组显示参数，显示参数根据显示屏修改，修改文件board/freescale/imx8mmevk/imx8mmevk.c。 


 {
        .bus = LCDIF_BASE_ADDR,
        .addr = 0,
        .pixfmt = 24,
        .detect = NULL,
        .enable = do_enable_mipi_led,
        .mode   = {
        		.name                   = "RM67191_OLED",
        		.refresh                = 60,
       			.xres                   = 1080,
        		.yres                   = 1920,
        		.pixclock               = 7575, /* 132000000 */
        		.left_margin    = 34,
        		.right_margin   = 20,
        		.upper_margin   = 4,
        		.lower_margin   = 10,
        		.hsync_len              = 2,
        		.vsync_len              = 2,
        		.sync                   = FB_SYNC_EXT,
        	.vmode                  = FB_VMODE_NONINTERLACED         
         } 
 }

然后修改这组参数的使能函数 


void do_enable_mipi_led(struct display_info_t const *dev)
{
        imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(backlight_pads,
                                         ARRAY_SIZE(backlight_pads));
        gpio_request(IMX_GPIO_NR(1, 1), "backlight");
        gpio_direction_output(IMX_GPIO_NR(1, 1), 0);
        gpio_request(IMX_GPIO_NR(1, 8), "DSI EN");
        gpio_direction_output(IMX_GPIO_NR(1, 8), 0);
        mdelay(10);
        gpio_direction_output(IMX_GPIO_NR(1, 8), 1);
        /* enable the dispmix & mipi phy power domain */
        call_imx_sip(FSL_SIP_GPC, FSL_SIP_CONFIG_GPC_PM_DOMAIN, DISPMIX, true, 0);
        call_imx_sip(FSL_SIP_GPC, FSL_SIP_CONFIG_GPC_PM_DOMAIN, MIPI, true, 0);
        /* Put lcdif out of reset */
        disp_mix_bus_rstn_reset(imx8mm_mipi_dsim_plat_data.gpr_base, false);
        disp_mix_lcdif_clks_enable(imx8mm_mipi_dsim_plat_data.gpr_base, true);
        /* Setup mipi dsim */
        sec_mipi_dsim_setup(&imx8mm_mipi_dsim_plat_data);
		rm67191_init();
        rm67191_dev.name = dev->mode.name;
		imx_mipi_dsi_bridge_attach(&rm67191_dev); /* attach rm67191 device */
}
struct mipi_dsi_client_dev rm67191_dev = {
        .channel        = 0,
        .lanes = 4,
        .format  = MIPI_DSI_FMT_RGB888,
        .mode_flags = MIPI_DSI_MODE_VIDEO | MIPI_DSI_MODE_VIDEO_SYNC_PULSE |
                          MIPI_DSI_MODE_EOT_PACKET | MIPI_DSI_MODE_VIDEO_HSE,
};

修改显示屏驱动drivers/video/rm67191.c，在函数int rm67191lcdsetup(struct mipidsiclientdev *paneldev)添加自己的屏的初始化序列。

修改完成后编译测试。

注意:uboot代码不开源，修改代码需要联系销售人员


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