android系统平台显示驱动开发简要：LCD驱动调试篇『四』-白红宇

android系统平台显示驱动开发简要：LCD驱动调试篇『四』

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发布时间：2019-06-06

本文共 18025 字，大约阅读时间需要 60 分钟。

平台信息:

内核：linux3.4.39

系统：android4.4
平台：S5P4418（cortex a9）

作者：瘋耔(欢迎转载，请注明作者)

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以下是Samsung Exynos4412搭配TTL转LVDS芯片SN75LVDS83B、LVDS接口LCD为例说明。从硬件接口、驱动配置、背光PWM调节三部分说明。

一、LCD接口原理以及硬件电路

Samsung Exynos4412、SN75LVDS83B、LVDS接口LCD（24bit）为例说明，三者的关系如下：

如上图所示，我们在应用中我，主控（Exynos4412）输出RGB信号到TFT-LCD大体经过三部分：

（1）、标号1部分，主控（Exynos4412）输出TTL信号；

（2）、标号2部分，TTL（RGB）-LVDS转换芯片SN75LVDS83B,把ＴＴＬ信号转换成LVDS信号，传输到显示器的LVDS接收端；这部分有SN75LVDS83B编码芯片自动完成，所以我们不需要程序控制；

（3）、标号3部分，分两个小部分，LVDS转换成TTL，TFT-LCD显示部分；我们前面说过，TFT-LCD其实只识别TTL信号，所以要有一个转换的过程，先把LVDS信号转换、解码成TTL信号，在TFT-LCD上显示。

有上面的过程，其实我们关心调试的部分只有标号1部分到标号2部分，后面标号2到标号3的部分是自动完成的，不需要我们程序上控制，把标号2部分、标号3部分合并：

标号二部分可以理解为一个TTL（RGB）接口的LCD,如下图所示，标号一部分就是主控信号输出端，简化图如下所示:

其实最简单的做法就是找个TTL接口的TFT-LCD，这样直接接上就可以。下面我们看下硬件上的电路连接：这个和我们上篇用的相同。

有上面图可以看出：硬件连接

网络标号	说明	管脚
XvVD[0：23] XvVDEN XvVSYNC XvHSYNC XvVCLK	RGB数据、使能、行场同步、时钟信号	这是TTL信号输出
LCD_PWM	调节背光	XpwmTOUT1/LCD_PWM/GPD0_1
LCD_LED_EN	LCD电压（TFT电压）使能	GPC1_2
LED_BL_EN	LED背光使能	GPL2_4

上面可分为几部分，电路连接部分分析：

（1）、TTL数据部分

这张图有木有烂掉呀，哈哈，就是这些数据了。还有有木有想起来摄像头的数据（ITU接口）也是这样的？？其实视频这种信号的原理是通用的，所以LCD通了，摄像头也就知道怎么回事了。

（2）、PWM背光调节

PWM其实也是芯片的一个功能模块，看到他的管脚就是一个复用脚XpwmTOUT1/LCD_PWM/GPD0_1。上一篇我们粗略的了解了PWM，就是用到这里。但是有一个疑问，PWM是调节背光电压的，背光电压一般都是12V以上的，我们PWM只有0-3V的样子，Exynos4412的IO只有1.8V。怎么调节电压？？？

其实这个PWM只是给LCD上PWM控制部分，真正的电压还是通过LCD控制板上的电路实现。

（

3）、LED背光、LCD电压控制

a、背光：LED+
我们可以看到这个升压电路，通过SY7208把VBATT升压到18V，供给LED背光。SY7208最大升压26V。这个电压是提供给我们前面讲的背光的，也就是CCFL灯管或者LED背光组的电压。

b、LCD电压

这个电压也就是给你我们TFT阵列组用的，控制LCD液晶元素。

这部分电路分析完成，我们就有比较清晰的思路出，要一个LCD工作，要完成两部分内容：LCD上电控制，背光、LCD电压；信号输出。

▊对于4418来说主控部分集成了LVDS信号输出，下面做电路介绍：

与TFT屏连接部分，功能：

①显示数据传递

②触摸数据传递

本章只讲述显示部分

二、LCD 驱动部分调试
LCD这部分，像上篇我们说的frambuffer这些部分一般平台都是可以用的，除非你是芯片厂的要写这部分。一般公司拿到的demo板子这部分都是通的，只是针对自己的lCD换一些参数。

下面我们针对三星平台我们调试LCD的时时候程序方面的改动：

1、屏参数的配置
/kernel/drivers/video/Samsung/s3cfb_wa101s.c（4412）

static struct s3cfb_lcd wa101 = {            .width  = 1280,//LCD 分辨率宽1280      .height = 800, //LCD 分辨率高 800      .bpp    = 24,//CLD 数据位 24bit      .freq   = 60,//LCD 像素时钟 60MHz      .timing = {
    //LCD porch无效值          .h_fp   = 70,          .h_bp   = 70,          .h_sw   = 20,                .v_fp   = 10,          .v_fpe  = 0,          .v_bp   = 10,          .v_bpe  = 0,          .v_sw   = 3,      },        .polarity = {
    //时钟、行场的极性；          .rise_vclk  = 1,          .inv_hsync  = 1,          .inv_vsync  = 1,          .inv_vden   = 0,      },  };  /* name should be fixed as 's3cfb_set_lcd_info' */  void s3cfb_set_lcd_info(struct s3cfb_global *ctrl)//初始化结构体  {      wa101.init_ldi = NULL;      ctrl->lcd = &wa101;  #endif  }

还能想起上一篇的如何阅读规格书中的那些参数不，把这些填入就可以。

2、数据管脚初始化

kernel/arch/arm/mach-exynos/setup-fb-s5p.c（4412）

void s3cfb_cfg_gpio(struct platform_device *pdev)  {      s3cfb_gpio_setup_24bpp(EXYNOS4_GPF0(0), 8, S3C_GPIO_SFN(2), S5P_GPIO_DRVSTR_LV4);      s3cfb_gpio_setup_24bpp(EXYNOS4_GPF1(0), 8, S3C_GPIO_SFN(2), S5P_GPIO_DRVSTR_LV4);      s3cfb_gpio_setup_24bpp(EXYNOS4_GPF2(0), 8, S3C_GPIO_SFN(2), S5P_GPIO_DRVSTR_LV4);      s3cfb_gpio_setup_24bpp(EXYNOS4_GPF3(0), 4, S3C_GPIO_SFN(2), S5P_GPIO_DRVSTR_LV4);  }

LCD 数据脚初始化，驱动能力设为最高S5P_GPIO_DRVSTR_LV4；管脚驱动能力，S5P_GPIO_DRVSTR_LV1-4四个等级选择。

3、

时钟控制部分
kernel/arch/arm/mach-exynos/setup-fb-s5p.c

int s3cfb_clk_on(struct platform_device *pdev, struct clk **s3cfb_clk)  {      struct clk *sclk = NULL;      struct clk *mout_mpll = NULL;      struct clk *lcd_clk = NULL;        u32 rate = 0;      int ret = 0;        lcd_clk = clk_get(&pdev->dev, "lcd");      if (IS_ERR(lcd_clk)) {          dev_err(&pdev->dev, "failed to get operation clk for fimd\n");          goto err_clk0;      }        ret = clk_enable(lcd_clk);      if (ret < 0) {          dev_err(&pdev->dev, "failed to clk_enable of lcd clk for fimd\n");          goto err_clk0;      }      clk_put(lcd_clk);        sclk = clk_get(&pdev->dev, "sclk_fimd");      if (IS_ERR(sclk)) {          dev_err(&pdev->dev, "failed to get sclk for fimd\n");          goto err_clk1;      }        if (soc_is_exynos4210())          mout_mpll = clk_get(&pdev->dev, "mout_mpll");      else          mout_mpll = clk_get(&pdev->dev, "mout_mpll_user");        if (IS_ERR(mout_mpll)) {          dev_err(&pdev->dev, "failed to get mout_mpll for fimd\n");          goto err_clk2;      }        ret = clk_set_parent(sclk, mout_mpll);      if (ret < 0) {          dev_err(&pdev->dev, "failed to clk_set_parent for fimd\n");          goto err_clk2;      }        if ((soc_is_exynos4412()) && (samsung_rev() >= EXYNOS4412_REV_2_0))          ret = clk_set_rate(sclk, 880000000);      else          ret = clk_set_rate(sclk, 800000000);      if (ret < 0) {          dev_err(&pdev->dev, "failed to clk_set_rate of sclk for fimd\n");          goto err_clk2;      }      dev_dbg(&pdev->dev, "set fimd sclk rate to %d\n", rate);        clk_put(mout_mpll);        ret = clk_enable(sclk);      if (ret < 0) {          dev_err(&pdev->dev, "failed to clk_enable of sclk for fimd\n");          goto err_clk2;      }        *s3cfb_clk = sclk;        return 0;    err_clk2:      clk_put(mout_mpll);  err_clk1:      clk_put(sclk);  err_clk0:      clk_put(lcd_clk);        return -EINVAL;  }  int s3cfb_clk_off(struct platform_device *pdev, struct clk **clk)  {      struct clk *lcd_clk = NULL;        lcd_clk = clk_get(&pdev->dev, "lcd");      if (IS_ERR(lcd_clk)) {          printk(KERN_ERR "failed to get ip clk for fimd0\n");          goto err_clk0;      }        clk_disable(lcd_clk);      clk_put(lcd_clk);        clk_disable(*clk);      clk_put(*clk);        *clk = NULL;        return 0;    err_clk0:      clk_put(lcd_clk);        return -EINVAL;  }    void s3cfb_get_clk_name(char *clk_name)  {      strcpy(clk_name, "sclk_fimd");  }

4、背光、LCD电压的控制

LCD_LED_EN

LCD电压（TFT电压）使能

GPC1_2

LED_BL_EN

LED背光使能

GPL2_4

int s3cfb_backlight_on(struct platform_device *pdev)  {          int err;          pwm_set();      err = gpio_request_one(EXYNOS4_GPL2(4), GPIOF_OUT_INIT_HIGH, "GPL2_4");      if (err) {          printk(KERN_ERR "failed to request GPL2 for "              "lcd backlight control\n");          return err;      }      s3c_gpio_setpull(EXYNOS4_GPL2(4),S3C_GPIO_PULL_NONE);      gpio_direction_output(EXYNOS4_GPL2(4), 1);      gpio_free(EXYNOS4_GPL2(4));      mdelay(20);      err = gpio_request_one(EXYNOS4_GPC1(2), GPIOF_OUT_INIT_HIGH, "GPC1_2");      if (err) {          printk(KERN_ERR "failed to request GPC1 for "              "lcd backlight control\n");          return err;      }      s3c_gpio_setpull(EXYNOS4_GPC1(2),S3C_GPIO_PULL_NONE);      gpio_direction_output(EXYNOS4_GPC1(2), 0);      gpio_free(EXYNOS4_GPC1(2));        mdelay(20);      err = gpio_request(EXYNOS4_GPD0(1), "GPD0_1");        if (err) {          printk(KERN_ERR "failed to request GPD0_1 for "              "lcd pwm control\n");          return err;      }      s3c_gpio_setpull(EXYNOS4_GPD0(1),S3C_GPIO_PULL_NONE);      s5p_gpio_set_drvstr(EXYNOS4_GPD0(1), S5P_GPIO_DRVSTR_LV4);        gpio_direction_output(EXYNOS4_GPD0(1), 1);      s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPD0(1), EXYNOS4_GPD_0_1_TOUT_1);            gpio_free(EXYNOS4_GPD0(1));      mdelay(20);      return 0;        return 0;  }    int s3cfb_backlight_off(struct platform_device *pdev)  {      int err;      err = gpio_request_one(EXYNOS4_GPL2(4), GPIOF_OUT_INIT_LOW, "GPL2_4");      if (err) {          printk(KERN_ERR "failed to request GPL2 for "              "lcd backlight control\n");          return err;      }      s3c_gpio_setpull(EXYNOS4_GPL2(4),S3C_GPIO_PULL_NONE);      gpio_direction_output(EXYNOS4_GPL2(4), 0);      gpio_free(EXYNOS4_GPL2(4));        err = gpio_request_one(EXYNOS4_GPC1(2), GPIOF_OUT_INIT_HIGH, "GPC1_2");      if (err) {          printk(KERN_ERR "failed to request GPC1 for "              "lcd backlight control\n");          return err;      }      gpio_free(EXYNOS4_GPC1(2));        return 0;  }

5、PWM的设置

arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.c

Arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.c  /* LCD Backlight data */  static struct samsung_bl_gpio_info smdk4x12_bl_gpio_info = {      .no = EXYNOS4_GPD0(1),//PWM管脚XpwmTOUT1/LCD_PWM/GPD0_1      .func = S3C_GPIO_SFN(2),  };  static struct platform_pwm_backlight_data smdk4x12_bl_data = {      .pwm_id = 1,//PWM ID PWM编号为1号；      .pwm_period_ns  = 90000,  //22k  };  static void __init smdk4x12_machine_init(void)  {     ………………  samsung_bl_set(&smdk4x12_bl_gpio_info, &smdk4x12_bl_data);//在初始化的时候把对应的结构体初始化  ………………  }

samsung_bl_set看下这个函数的实现：

kernel/arch/arm/palt-samsung/dev-backlight.c

void samsung_bl_set(struct samsung_bl_gpio_info *gpio_info,      struct platform_pwm_backlight_data *bl_data)  {      int ret = 0;      struct platform_device *samsung_bl_device;      struct platform_pwm_backlight_data *samsung_bl_data;        samsung_bl_device = kmemdup(&samsung_dfl_bl_device,              sizeof(struct platform_device), GFP_KERNEL);//（1）、分配内存空间；      if (!samsung_bl_device) {          printk(KERN_ERR "%s: no memory for platform dev\n", __func__);          return;      }        samsung_bl_data = s3c_set_platdata(&samsung_dfl_bl_data,          sizeof(struct platform_pwm_backlight_data), samsung_bl_device);//（2）、      if (!samsung_bl_data) {          printk(KERN_ERR "%s: no memory for platform dev\n", __func__);          goto err_data;      }        /* Copy board specific data provided by user */      samsung_bl_data->pwm_id = bl_data->pwm_id;//(3）、把具体配置的数据给samsung_bl_data      samsung_bl_device->dev.parent =              &s3c_device_timer[samsung_bl_data->pwm_id].dev;        if (bl_data->max_brightness)//(4)、对bl_data的结构体检查，如果没有复制则用default的值          samsung_bl_data->max_brightness = bl_data->max_brightness;      if (bl_data->dft_brightness)          samsung_bl_data->dft_brightness = bl_data->dft_brightness;      if (bl_data->lth_brightness)          samsung_bl_data->lth_brightness = bl_data->lth_brightness;      if (bl_data->pwm_period_ns)          samsung_bl_data->pwm_period_ns = bl_data->pwm_period_ns;      if (bl_data->init)          samsung_bl_data->init = bl_data->init;      if (bl_data->notify)          samsung_bl_data->notify = bl_data->notify;      if (bl_data->exit)          samsung_bl_data->exit = bl_data->exit;      if (bl_data->check_fb)          samsung_bl_data->check_fb = bl_data->check_fb;        /* Keep the GPIO info for future use */      s3c_device_timer[samsung_bl_data->pwm_id].dev.platform_data = gpio_info;        /* Register the specific PWM timer dev for Backlight control */      ret = platform_device_register(//(5)、注册PWM设备驱动；              &s3c_device_timer[samsung_bl_data->pwm_id]);      if (ret) {          printk(KERN_ERR "failed to register pwm timer for backlight: %d\n", ret);          goto err_plat_reg1;      }        /* Register the Backlight dev */      ret = platform_device_register(samsung_bl_device);//(6)、注册背光设备驱动；      if (ret) {          printk(KERN_ERR "failed to register backlight device: %d\n", ret);          goto err_plat_reg2;      }        return;    err_plat_reg2://(7)、如果有异常的情况下退出；      platform_device_unregister(&s3c_device_timer[samsung_bl_data->pwm_id]);  err_plat_reg1:      kfree(samsung_bl_data);  err_data:      kfree(samsung_bl_device);      return;  }

(1)、分配内存空间

samsung_bl_device = kmemdup(&samsung_dfl_bl_device,              sizeof(struct platform_device), GFP_KERNEL);  其中：  static struct platform_pwm_backlight_data samsung_dfl_bl_data = {      .max_brightness = 255,      .dft_brightness = 140,       .pwm_period_ns  = 78770,      .init           = samsung_bl_init,      .exit           = samsung_bl_exit,  };    static struct platform_device samsung_dfl_bl_device = {      .name       = "pwm-backlight",  };

(3)、把具体配置的数据给samsung_bl_data

arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.c  static struct samsung_bl_gpio_info smdk4x12_bl_gpio_info = {      .no = EXYNOS4_GPD0(1),//PWM管脚XpwmTOUT1/LCD_PWM/GPD0_1      .func = S3C_GPIO_SFN(2),  };  static struct platform_pwm_backlight_data smdk4x12_bl_data = {      .pwm_id = 1,//PWM ID PWM编号为1号；      .pwm_period_ns  = 90000,  //22k  };

(4)、对bl_data的结构体检查，如果没有复制则用default的值

参考（1）中的那些值。

(5)、注册PWM设备驱动；

ret = platform_device_register(          &s3c_device_timer[samsung_bl_data->pwm_id]);

其中s3c_device_timer[]这个结构体如下：

struct platform_device s3c_device_timer[] = {      [0] = { DEFINE_S3C_TIMER(0, IRQ_TIMER0) },      [1] = { DEFINE_S3C_TIMER(1, IRQ_TIMER1) },      [2] = { DEFINE_S3C_TIMER(2, IRQ_TIMER2) },      [3] = { DEFINE_S3C_TIMER(3, IRQ_TIMER3) },      [4] = { DEFINE_S3C_TIMER(4, IRQ_TIMER4) },

我们饿samsung_bl_data->pwm_id=1;所以选择[1] = { DEFINE_S3C_TIMER(1, IRQ_TIMER1) },

(6)、注册背光设备驱动；

ret =platform_device_register(samsung_bl_device);

其中：samsung_bl_device

samsung_bl_data = s3c_set_platdata(&samsung_dfl_bl_data,      sizeof(struct platform_pwm_backlight_data), samsung_bl_device);

(7)、如果有异常的情况下退出；

6、PWM_BL背光驱动分析：

Kernel/drivers/video/backlight/pwm_bl.c

（1）、驱动注册：

static struct platform_driver pwm_backlight_driver = {      .driver     = {          .name   = "pwm-backlight",          .owner  = THIS_MODULE,      },      .probe      = pwm_backlight_probe,      .remove     = pwm_backlight_remove,      .suspend    = pwm_backlight_suspend,      .resume     = pwm_backlight_resume,  };    static int __init pwm_backlight_init(void)  {      return platform_driver_register(&pwm_backlight_driver);  }

（2）、probe函数分析

static int pwm_backlight_probe(struct platform_device *pdev)  {      struct backlight_properties props;      struct platform_pwm_backlight_data *data = pdev->dev.platform_data;      struct backlight_device *bl;      struct pwm_bl_data *pb;      int ret;        if (!data) {          dev_err(&pdev->dev, "failed to find platform data\n");          return -EINVAL;      }        if (data->init) {          ret = data->init(&pdev->dev);          if (ret < 0)              return ret;      }        pb = kzalloc(sizeof(*pb), GFP_KERNEL);      if (!pb) {          dev_err(&pdev->dev, "no memory for state\n");          ret = -ENOMEM;          goto err_alloc;      }        global_pb=pb;      INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&key_event, key_event_work);//1）、任务队列初始化；        pb->period = data->pwm_period_ns;//2）、pb结构体初始化；      pb->notify = data->notify;      pb->check_fb = data->check_fb;      pb->lth_brightness = data->lth_brightness *          (data->pwm_period_ns / data->max_brightness);      pb->dev = &pdev->dev;        pb->pwm = pwm_request(data->pwm_id, "backlight");      if (IS_ERR(pb->pwm)) {          dev_err(&pdev->dev, "unable to request PWM for backlight\n");          ret = PTR_ERR(pb->pwm);          goto err_pwm;      } else          dev_dbg(&pdev->dev, "got pwm for backlight\n");        memset(&props, 0, sizeof(struct backlight_properties));      props.type = BACKLIGHT_RAW;      props.max_brightness = data->max_brightness;      bl = backlight_device_register(dev_name(&pdev->dev), &pdev->dev, pb,                         &pwm_backlight_ops, &props);      if (IS_ERR(bl)) {          dev_err(&pdev->dev, "failed to register backlight\n");          ret = PTR_ERR(bl);          goto err_bl;      }      global_bl=bl;      bl->props.brightness = data->dft_brightness;      backlight_update_status(bl);//3）、更新背光状态；        platform_set_drvdata(pdev, bl);      return 0;    err_bl:      pwm_free(pb->pwm);  err_pwm:      kfree(pb);  err_alloc:      if (data->exit)          data->exit(&pdev->dev);      return ret;  }

1）、任务队列初始化；

把key_event_work加入key_event队列，

INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&key_event, key_event_work);

队列调度函数：

static void key_event_work(struct work_struct *work)  {      global_pb->period=90000;      global_bl->props.brightness=global_brightness;      backlight_update_status(global_bl);      return ;  }

backlight_update_status

static inline void backlight_update_status(struct backlight_device *bd)  {      mutex_lock(&bd->update_lock);      if (bd->ops && bd->ops->update_status)          bd->ops->update_status(bd);      mutex_unlock(&bd->update_lock);  }

update_status在pwm_backlight_ops结构体重指定：

static const struct backlight_ops pwm_backlight_ops = {      .update_status  = pwm_backlight_update_status,      …………}

pwm_backlight_update_status我们后面分析，这个其实就是我们PWM设定实现的具体实施过程。

2）、pb结构体初始化；

pb->period = data->pwm_period_ns; pb->notify = data->notify;  pb->check_fb = data->check_fb;  pb->lth_brightness = data->lth_brightness *      (data->pwm_period_ns / data->max_brightness);  pb->dev = &pdev->dev;  pb->pwm = pwm_request(data->pwm_id, "backlight");

3）、更新背光状态

backlight_update_status(bl);

（4）、PWM_SET

当UI设置PWM时，会调用到驱动中的pwm_set(void)这个函数。这个函数主要在开机时使用。

int pwm_set(void)  {      int error;      struct backlight_device *bl = global_bl;      struct pwm_bl_data *pb = global_pb;      printk("%s__%d\n",__func__,pb->period);      pb->period=410000;      backlight_update_status(bl);      schedule_delayed_work(&key_event, 600); //调用队列，跟新亮度信息；            return 0;  }

（5）、pwm_backlight_update_status这个就是PWM变化的具体实现，当应用层调节时，会调用到这个函数，把改变的值填入寄存器。

static int pwm_backlight_update_status(struct backlight_device *bl)  {      struct pwm_bl_data *pb = dev_get_drvdata(&bl->dev);      int brightness = bl->props.brightness;      int max = bl->props.max_brightness;      //if(brightness==0)      //  return 0;      //printk("#####%s#%d__%d\n",__func__,pb->period,brightness);      global_brightness=brightness;      if (bl->props.power != FB_BLANK_UNBLANK)          brightness = 0;        if (bl->props.fb_blank != FB_BLANK_UNBLANK)          brightness = 0;        if (pb->notify)          brightness = pb->notify(pb->dev, brightness);            if (brightness == 0) {          pwm_config(pb->pwm, 0, pb->period);          pwm_disable(pb->pwm);      } else {      #if 1          brightness = pb->lth_brightness +              (brightness * (pb->period - pb->lth_brightness) / max);      #else       brightness = pb->lth_brightness +                          (((pb->period - pb->lth_brightness) / max) * brightness );      #endif                    pwm_config(pb->pwm, brightness, pb->period);//这里对PWM寄存器的具体操作；          pwm_enable(pb->pwm);      }      return 0;  }