S3C2440 Linux驱动移植——LCD

mutougeda · 发表于 2020-6-12 16:05

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PC主机：Ubuntu 10.4 和redhat 9.0

目标板：TQ2440开发板 Linux内核：2.6.30

屏幕型号：WXCAT35-TG3#001F 分辨率： 320X240

本文将介绍如何移植LCD设备。

在移植前，先配置下内核，将LCD设备编译进内核。

1.移植

移植LCD设置只须修改位于arch/ARM/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中的两个结构体的数据。

1.1 s3c2410fb_display结构

修改后的内容如下：

/* LCD driver info */

static struct s3c2410fb_display smdk2440_lcd_cfg __initdata = {

.lcdcon5 = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |
   S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |
   S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |
   S3C2410_LCDCON5_PWREN |
   S3C2410_LCDCON5_HWSWP,

.type = S3C2410_LCDCON1_TFT,

.width = 320,//240,
.height = 240,//320,

.pixclock = 156250,//166667, /* HCLK 60 MHz, divisor 10 */
.xres = 320,//240,
.yres = 240,//320,
.bpp = 16,
.left_margin = 20,
.right_margin = 38,//8,
.hsync_len = 30,//4,
.upper_margin = 15,//8,
.lower_margin = 12,//7,
.vsync_len = 3,//4,
};

上面的参数是如何修改的呢？我们来看下。

type表示显示模式，这里为TFT模式。

width和height表示屏幕的分辨率，我的分辨率是320X240。

xres和yres分别等于width和height。

bpp表示所每个像素点位数，这里使用16位。

left_margin，right_margin，hsync_len，upper_margin，lower_margin，vsync_len这六个参数的值由LCD的手册给出。下图为LCD中的参数：

在这里，我给出上面6个参数和LCD手册中数据的对应关系：

   .left_margin =          Hsync front porch       = 20

   .right_margin  =          Hsync back porch       =    38

   .hsync_len    =          Hsync pulse width       =    30

   .upper_margin    =    Vsync  back porch    = 15

   .lower_margin    =    Vsync front porch       =    12

   .vsync_len    =          Vsync pulse width       =    3

pixclock的值是用来计算CLKVAL的。在S3C2440的datasheet中，CLKVAL的计算公式为：

CLKVAL = HCLK / VCLK / 2 -1，而VCLK即为上面图中的Dclk，值为6.4MHz。

接着我们看下驱动程序是如何计算CLKVAL的。

/* s3c2410fb_activate_var
*
* activate (set) the controller from the given framebuffer
* information
*/
static void s3c2410fb_activate_var(struct fb_info *info)
{
struct s3c2410fb_info *fbi = info->par;
void __iomem *regs = fbi->io;
int type = fbi->regs.lcdcon1 & S3C2410_LCDCON1_TFT; /*regs.lcdcon1在s3c2410fb_check_var设置*/
struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
int clkdiv = s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock) / 2;

dprintk("%s: var->xres  = %d\n", __func__, var->xres);
dprintk("%s: var->yres  = %d\n", __func__, var->yres);
dprintk("%s: var->bpp = %d\n", __func__, var->bits_per_pixel);

if (type == S3C2410_LCDCON1_TFT) {
s3c2410fb_calculate_tft_lcd_regs(info, &fbi->regs);/*根据var，计算出控制寄存器需要设置的值*/
--clkdiv;
if (clkdiv < 0)
clkdiv = 0;
} else {
s3c2410fb_calculate_stn_lcd_regs(info, &fbi->regs);
if (clkdiv < 2)
clkdiv = 2;
}

fbi->regs.lcdcon1 |=  S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(clkdiv);/*设置CLKVAL*/

/* write new registers */

dprintk("new register set:\n");
dprintk("lcdcon[1] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon1);
dprintk("lcdcon[2] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon2);
dprintk("lcdcon[3] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon3);
dprintk("lcdcon[4] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon4);
dprintk("lcdcon[5] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon5);
/*把计算好的值填入LCD控制器中*/
writel(fbi->regs.lcdcon1 & ~S3C2410_LCDCON1_ENVID,
regs + S3C2410_LCDCON1); /*仍然禁止LCD*/
writel(fbi->regs.lcdcon2, regs + S3C2410_LCDCON2);
writel(fbi->regs.lcdcon3, regs + S3C2410_LCDCON3);
writel(fbi->regs.lcdcon4, regs + S3C2410_LCDCON4);
writel(fbi->regs.lcdcon5, regs + S3C2410_LCDCON5);

/* set lcd address pointers */
s3c2410fb_set_lcdaddr(info); /*设置LCD帧缓冲起始地址*/

fbi->regs.lcdcon1 |= S3C2410_LCDCON1_ENVID,
writel(fbi->regs.lcdcon1, regs + S3C2410_LCDCON1); /*使能LCD*/
}
static unsigned int s3c2410fb_calc_pixclk(struct s3c2410fb_info *fbi,
                  unsigned long pixclk)
{
unsigned long clk = clk_get_rate(fbi->clk);       /*获取当前时钟频率(Hz)*/
unsigned long long div;

/* pixclk is in picoseconds, our clock is in Hz
   *
   * Hz -> picoseconds is / 10^-12
   */

div = (unsigned long long)clk * pixclk;
div >>= 12;          /* div / 2^12 */
do_div(div, 625 * 625UL * 625); /* div / 5^12 */

dprintk("pixclk %ld, divisor is %ld\n", pixclk, (long)div);
return div;
}

首先pixclock作为参数传递给了s3c2410fb_calc_pixclk函数，当该函数执行完以后clkdiv  = clk x pixclk  / 10^12 / 2。

随后由于是采用TFT模式，将clkdiv-1。最后得：

clkdiv  = clk X pixclk  / 10^12 / 2 - 1，这里的clk即为HCLK，LCD模块使用HCLK作为时钟源。

为方便观察，将前面datasheet中的计算公式复制在此：CLKVAL = HCLK / VCLK / 2 -1。

我们可以看出1/VCLK = pixclk / 10^12，也就是说pixclk = 10^12 / VCLK。我们已经知道VCLK=Dclk =6.4MHz，

因此，pixclk=156250。

其实在内核的参考文档中有这样一段话：

The speed at which the electron beam paints the pixels is determined by the
dotclock in the graphics board. For a dotclock of e.g. 28.37516 MHz (millions
of cycles per second), each pixel is 35242 ps (picoseconds) long:

1/(28.37516E6 Hz) = 35.242E-9 s

也就是说VCLK的倒数，再乘10^12即为pixclk。picoseconds单位表示微微秒，即10^12。

最后一个参数lcdcon5，它是寄存器LCDCON5的配置信息。

S3C2410_LCDCON5_FRM565表示使用565格式。

S3C2410_LCDCON5_PWREN表示PWREN管脚输出信号使能。

S3C2410_LCDCON5_INVVLINE 和S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME 表示反转VLINE/HSYNC和VFRAME/VSYNC两个信号线，这个可以通过对比LCD手册和S3C2440的datasheet来得出。

S3C2410_LCDCON5_HWSWP：由于使用小端模式，需设置半字交换。

1.2 s3c2410fb_mach_info结构

修改后的内容如下：

static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_fb_info __initdata = {
.displays = &smdk2440_lcd_cfg,
.num_displays = 1,
.default_display = 0,

#if 0
/* currently setup by downloader */
.gpccon = 0xaa940659,
.gpccon_mask = 0xffffffff,
.gpcup = 0x0000ffff,
.gpcup_mask = 0xffffffff,
.gpdcon = 0xaa84aaa0,
.gpdcon_mask = 0xffffffff,
.gpdup = 0x0000faff,
.gpdup_mask = 0xffffffff,
#endif
//no
// .lpcsel = ((0xCE6) & ~7) | 1<<4,
};

做出的唯一修改就是：禁用lpsel，因为如果不是使用三星LPC3600/LCC3600 LCD，必须禁止LPC3600/LCC3600模式(写入0到TCONSEL)。
num_displays 表示有几个LCD设备。

default_display表示这是第几个LCD设备。

2.  测试

在修改过上述两个数据结构之后，直接编译内核，然后下载到开发板上。

可以执行命令fbset，输出如下：

mode "320x240-58"

      # D: 6.400 MHz, H: 15.686 kHz, V: 58.097 Hz
      geometry 320 240 320 240 16
      timings 156250 20 38 15 12 30 3
      accel false
      rgba 5/11,6/5,5/0,0/0
endmode

上述中的数值都是我们设置的参数。

另外，可以通过下列测试程序进行测试：

#include <linux/fb.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
//#include <syswait.h>

int main()
{
int fd, retval, i;
struct fb_var_screeninfo var;
struct fb_fix_screeninfo fix;
unsigned short *memstart;

fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
if(fd < 0){
printf("open /dev/fb0 failed\n");
return -1;
}

retval = ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fix);
if(retval < 0){
printf("ioctl failed\n");
return -1;
}

printf("seme len= %d\n", fix.smem_len);

memstart = mmap(NULL, 240*320*2, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if (memstart == MAP_FAILED){
printf("mmap wrong\n");
}

for(; ;){
sleep(1);
for(i = 0; i < (153600>>1); i++)
*(memstart + i) = 0xf800;
sleep(1);
for(i = 0; i < (153600>>1); i++)
*(memstart + i) = 0x0c00;
}
}

该测试程序是网上的，我只是稍微修改了下。

younicp · 发表于 2020-6-12 17:03

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