[Android] LCD Driver Porting

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Platform：Freescale； Android 4.2.2； Kernel-3.0.35

LCD：奇美V500HK1 - 50 inch -

介面：LVDS

 

板端LVDS介面：

可以看到是30pin的介面，可以支援雙通道（2-channel）。

 

奇美Datasheet關鍵參數：

 

關鍵的幾個參數：Pixel clock ＝ 74.25MHz*2 = 148.5MHz  ; xres = 960*2 = 1920 ; yres = 1080 ; H-Blank = 140*2 = 180 ; V-Blank = 45

註：

　　1. 可能是由於雙通道的關係，水平方向的資料都要乘以2。

　　2. 文檔未定義back、front、uper、lower 的margin，vsync_length 和 hsync_length也未定義。

 

LVDS關於知識

LVDS：Low Voltage Differential Signal，低壓差分訊號。

差分訊號：一種訊號傳輸的技術，區別於傳統的一根訊號線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸訊號，這兩個訊號的振幅相同，相位相反。在這兩根線上的傳輸的訊號就是差分訊號。訊號接收端比較這兩個電壓的差值來判斷髮送端發送的是邏輯0還是邏輯1。

當LVDS為雙通道傳輸時，通道A和通道B會分別傳輸奇數位的像素點和偶數位的像素點。

LVDS 的每組通道由四組資料線和一組時鐘線組成（24bit以內的像素資料），共10條線。

LVDS 的四組資料線的資料轉送格式有一定的規範，通常分為VESA 和 JEIDA 兩種標準。此處只討論VESA標準。

從LCD的Datasheet中可以看到，根據SELLVDS這根Pin的接法，可以選擇使用哪種標準，這邊我們使用VESA標準。

並且，可以看到四組資料線中，一個像素要傳7位元據，包含了RGB資料和一些控制資料。

 

LCD相關知識

根據kernel文檔framebuffer.txt，可以得知一些資訊：

電子槍從螢幕的左上方開始，將一個個的像素點依次打倒螢幕上，其順序是從左往右，從上往下。 當掃描到一行的結束回到下一行的開始時，這叫做horizontal retrace；當掃描到右下角（最後一行的最後一個像素），回到左上方掃描下一個frame時，這叫做vertical retrace。

當電子槍掃描到一行的最後一個像素時，我們需要發送一個水平同步脈衝訊號（vsync pulse)，來告訴電子槍進行horizontal retrace，同樣，當電子槍要進行vertical retrace之前，我們要發送一個垂直同步脈衝訊號（hsync pulse），如下（timing summarizes）：

主要涉及這些參數：xres、yres、left_margin、right_margin、upper_margin、lower_margin、hsync_len、vsync_len、pixel clock

xres、yres：水平和垂直掃描時間

left_margin：行掃描開始前的等待時間，之後開啟Data Enable pin

right_margin：行有效像素掃描完成後的等待時間，之前關閉Data Enable pin

hsync_len：水平同步脈衝寬度，通知掃描槍換行

upper_margin：一個frame掃描開始前的等待時間，之後開啟Data Enable pin

lower_margin：一個frame掃描完成後的等待時間，之前關閉Data Enable pin

hsync_len：水平同步脈衝寬度，通知掃描槍回左上方

pixel clock：打一個像素消耗的時間

horizontal retrace time (h-blank time)＝ left_margin ＋ right_margin ＋ hsync_length

vertical retrace time (v-blank time) = upper_margin + lower_margin + vsync_len

 

有些文檔用以下所寫來描述上述參數：

VPW: Vsync Pulse Width
VBP: Vsync Back Porch
VFP: Vsync Front Porch
HBP: Hsync Back Porch
HFP: Hsync Front Porch

 

有時候，LCD 的 Datasheet對參數描述不詳細時，可以查閱VESA標準，如：

 

關於晶片內RGB資料的傳輸和控制

          

IPU：Iamge Process Unit

LDB：LVDS Display Bridge

IPU通過DMA對記憶體中的資料進行讀取，層層處理後，分為ipu_di0 和 ipu_di1 兩個通道交給 LDB Mux＆Control，資料經過處理符合LVDS規範後，依據設定分發給LDB Channel 0 和 1，從而傳給LCD。

此處，我的LCD是雙通道，所以LDB Channel 0 和 1分別負責分發奇數位和偶數位的像素。

 

關於Backlight

 

背光有兩根pin在控制，一個是enable，控制背光開啟和關閉；一個是pwm，控制背光亮度。

PWM：Pulse Width Modulation，脈衝寬度調製。

當PWM高電平時發光，低電平不發光，通過調整PWM的占空比來調節亮度。

 

代碼相關

註冊 Backlight device

board-mx6q_dsa2lv.c

mx6_sabresd_pwm_backlight_data.max_brightness = 248;mx6_sabresd_pwm_backlight_data.dft_brightness = 200;mx6_sabresd_pwm_backlight_data.pwm_period_ns = 6250000;mx6_sabresd_pwm_backlight_data.pwm_id = 1;imx6q_add_mxc_pwm_backlight(0, &mx6_sabresd_pwm_backlight_data);

devices-imx6q.h

#define imx6q_add_mxc_pwm_backlight(id, pdata)       \    platform_device_register_resndata(NULL, "pwm-backlight",            id, NULL, 0, pdata, sizeof(*pdata));

 

注意註冊裝置傳入的 id＝0，對應：/sys/bus/platform/devices/pwm-backlight.0

Backlight 驅動

代碼為pwm_bl.c 和 backlight.c

pwm_bl.c 主要是直接和pwm打交道，而 backlight.c 提供了檔案節點給上層操作。

pwm_bl.c 調用了 backlight.c 的 backlight_device_register方法，又註冊了一個device，這個device 的parent就是之前board-mx6q_dsa2lv.c裡面註冊的device。這麼做的原因可能是出於結構設計的考慮：所有廠商的backlight device都要註冊到backlight.c這個基本架構中，然後提供統一的檔案節點給上層使用。

所以，又有：/sys/devices/platform/pwm-backlight.0/backlight/pwm-backlight.0

TODO：PWM 的研究

 

添加 LDB 和 IPU 相關裝置

static struct ipuv3_fb_platform_data sabresd_fb_data[] = {    { /*fb0*/    .disp_dev = "ldb",    .interface_pix_fmt = IPU_PIX_FMT_GBR24,    .mode_str = "LDB-1080P60",    .default_bpp = 32,    .int_clk = false,    .late_init = false,    }, ... ...};imx6q_add_ipuv3(0, &ipu_data[0]);if (cpu_is_mx6q()) {    imx6q_add_ipuv3(1, &ipu_data[1]);    for (i = 0; i < 4 && i < ARRAY_SIZE(sabresd_fb_data); i++)        imx6q_add_ipuv3fb(i, &sabresd_fb_data[i]);} else    for (i = 0; i < 2 && i < ARRAY_SIZE(sabresd_fb_data); i++)        imx6q_add_ipuv3fb(i, &sabresd_fb_data[i]);imx6q_add_vdoa();imx6q_add_lcdif(&lcdif_data);imx6q_add_ldb(&ldb_data);imx6q_add_v4l2_output(0);

 IPU_PIX_FMT_GBR24：關係到 IPU 給 LDB 傳輸資料的 RGB 格式

 在ldb.c中配置fb_videomode結構體，配置lcd參數：

    {     "LDB-1080P60B", 60, 1920, 1080, 6734,     148, 88,     36, 4,     44, 5,     FB_SYNC_VERT_HIGH_ACT,     FB_VMODE_NONINTERLACED,     FB_MODE_IS_UNKNOWN,},

 

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