Android(安卓)LCD(四)：LCD驱动调试篇
16lz
2022-05-23
关键词：android LCD TFTSN75LVDS83B TTL-LVDS LCD电压背光电压
平台信息:
内核：linux2.6/linux3.0
系统：android/android4.0
平台：samsung exynos 4210、exynos 4412 、exynos 5250
作者：xubin341719(欢迎转载，请注明作者)
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Android LCD(一)：LCD基本原理篇
Android LCD(二)：LCD常用接口原理篇
Android LCD(三)：Samsung LCD接口篇
Android LCD(四)：LCD驱动调试篇
这篇我们以一个实例来说明,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。
下载：SN75LVDS83B规格书
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。
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。
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
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}2、数据管脚初始化
kernel/arch/arm/mach-exynos/setup-fb-s5p.c
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);}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");elsemout_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);elseret = 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");}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_datasamsung_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",};(2)、
(3)、把具体配置的数据给samsung_bl_data
arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.cstatic 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]);
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) },(6)、注册背光设备驱动；
ret =platform_device_register(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;} elsedev_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 ;}
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 1brightness = pb->lth_brightness +(brightness * (pb->period - pb->lth_brightness) / max);#else brightness = pb->lth_brightness + (((pb->period - pb->lth_brightness) / max) * brightness );#endifpwm_config(pb->pwm, brightness, pb->period);//这里对PWM寄存器的具体操作；pwm_enable(pb->pwm);}return 0;}三、LCD UBOOT下的控制（待整理…………）
LCD 在UBOOT下的控制，这部分我们没做过，后面有机会做了再把这部分完善，或者找个机会把代码详细看看。
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