基于MTK65xx平台lcm和背光驱动的编写

基于MTK65xx平台lcm和背光驱动的编写

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

/* particular parameters */

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

/* polarity parameters */

LCM_POLARITY clk_pol;

LCM_POLARITY de_pol;

LCM_POLARITY vsync_pol;

LCM_POLARITY hsync_pol;

/* timing parameters */

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;

/* output format parameters */

LCM_DPI_FORMAT format;

LCM_COLOR_ORDER rgb_order;

unsigned int is_serial_output;

/* intermediate buffers parameters */

unsigned int intermediat_buffer_num; // 2..3

/* iopad parameters */

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; /* 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

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; /* 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;

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; /* visible resolution */ //可视区域

__u32 yres;

__u32 xres_virtual; /* virtual resolution */ //可视区域

__u32 yres_virtual;

__u32 xoffset; /* offset from virtual to visible resolution */ //可视区域的偏移

__u32 yoffset;

__u32 bits_per_pixel; /* guess what */ //每一象素的bit数

__u32 grayscale; /* != 0 Gray levels instead of colors *///等于零就成黑白

struct fb_bitfield red; /* bitfield in fb mem if true color, */真彩的bit机构

struct fb_bitfield green; /* else only length is significant */

struct fb_bitfield blue;

struct fb_bitfield transp; /* transparency */ 透明

__u32 nonstd; /* != 0 Non standard pixel format */ 不是标准格式

__u32 activate; /* see FB_ACTIVATE_* */

__u32 height; /* height of picture in mm */ 内存中的图像高度

__u32 width; /* width of picture in mm */ 内存中的图像宽度

__u32 accel_flags; /* acceleration flags (hints) */ 加速标志

/* Timing: All values in pixclocks, except pixclock (of course) */

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; /* 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 */ 水平可视区域

__u32 vsync_len; /* length of vertical sync */ 垂直可视区域

__u32 sync; /* see FB_SYNC_* */

__u32 vmode; /* see FB_VMODE_* */

__u32 reserved[6]; /* Reserved for future compatibility */ 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]; /* identification string eg "TT Builtin" */ID

unsigned long smem_start; /* Start of frame buffer mem */ 内存起始

/* (physical address) */ 物理地址

__u32 smem_len; /* Length of frame buffer mem */ 内存大小

__u32 type; /* see FB_TYPE_* */

__u32 type_aux; /* Interleave for interleaved Planes */插入区域？

__u32 visual; /* see FB_VISUAL_* */

__u16 xpanstep; /* zero if no hardware panning */没有硬件设备就为零

__u16 ypanstep; /* zero if no hardware panning */

__u16 ywrapstep; /* zero if no hardware ywrap */

__u32 line_length; /* length of a line in bytes */ 一行的字节表示

unsigned long mmio_start; /* Start of Memory Mapped I/O */内存映射的I/O起始

/* (physical address) */

__u32 mmio_len; /* Length of Memory Mapped I/O */ I/O的大小

__u32 accel; /* Type of acceleration available */ 可用的加速类型

__u16 reserved[3]; /* Reserved for future compatibility */

};

Mtkfb_device结构定义如下：

struct mtkfb_device {

int state;

void *fb_va_base; /* MPU virtual address */

dma_addr_t fb_pa_base; /* Bus physical address */

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; /* transformations. rotate is stored in fb_info->var */

u32 pseudo_palette[17];

struct fb_info *fb_info; /* Linux fbdev framework data */

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