高通平台GPIO模拟PWM控制背光

    很多时候由于节省硬件资源，降低成本，会把PWM控制芯片去掉或者是改做它用，导致当我们想用PWM方式控制背光时只能使用带有clk功能的GPIO口。本篇文档就来讲解下如何使用GPIO模拟PWM功能进行背光的控制。本文以MSM8909为例。

一、选取GPIO口并进行配置

    1、需要查看寄存器手册，选取对应的具有GP_CLK功能的GPIO口——gpio49。

    2、我们需要先看下，该管脚是否被其他模块应用。查看配置信息，发现该管脚被默认用作了UIM2。我们要先关闭UIM模块对其的操作，如果你仅仅负责BSP领域，那么请找对应modem的同事帮忙把对这个脚的使用关掉。

    3、接下来就是将该管脚配置为clk模式。

        3.1 dtsi中添加节点

        kernel/msm-3.18/arch/arm/boot/dts/qcom/msm8909-pinctrl.dtsi

                gpio_pwm_default: gpio_pwm_default {
			mux {
				pins = "gpio49";
				function = "gcc_gp1_clk_a";
			};

			config {
				pins = "gpio49";
				drive-strength = <16>;
				bias-disable;
			};
		};

        3.2 定义设备节点

        kernel/msm-3.18/arch/arm/boot/dts/qcom/msm8909-mdss.dtsi

		beeper: beeper {
			compatible = "gpio-beeper";
			pinctrl-names = "default";
			pinctrl-0 = <&gpio_pwm_default>;
			clocks = <&clock_gcc clk_gp1_clk_src>;
			clock-names = "gpio-pwm-clk";
		};

二、配置时钟信息

    既然我们作为CLK使用，必然需要配置其对应的频率。

    kernel/msm-3.18/drivers/clk/msm/clock-gcc-8909.c

static struct clk_freq_tbl ftbl_gcc_gp1_3_clk[] = {
	F(   150000,    xo,     1,      1,      128),
	F( 19200000,	xo,	1,	0,	  0),
	F(   9375,	xo,	16,	1,	 128),//添加对应的频率信息
	F_END
};

    分别解析一下对应的这几个值的信息：9375——对应的clk频率，xo——时钟源，16——SRC_DIV，1——M，128——N。

三、驱动适配

    添加设备初始化信息    kernel/msm-3.18/drivers/video/msm/mdss/mdss_dsi.c

#include 
#include 
#include 
... ...
struct clk *pclk;
struct rcg_clk *gp1_rcg_clk;
extern void mdss_set_gpio_pwm(int level);

static int mdss_dsi_bl_probe(struct platform_device *pdev)
{
	int ret;
	int level = 50;
	if (!pdev || !pdev->dev.of_node) {
		pr_err("%s: pdev not found for DSI controller\n", __func__);
		return -ENODEV;
	}

	pclk = devm_clk_get(&pdev->dev, "gpio-pwm-clk");//获取clk信息
	ret = clk_set_rate(pclk, 9375);//设置clk频率
	if (ret){
		printk("clk set rate fail, ret = %d\n", ret);
	}

	ret = clk_prepare_enable(pclk);//使能clk
	if (ret){
		printk("%s: clk_prepare error!!!\n", __func__);
	}else{
		printk("%s: clk_prepare success!\n", __func__);
	}

	gp1_rcg_clk = to_rcg_clk(pclk);

	mdss_set_gpio_pwm(level);//设置背光，个人添加的方法

	return 0;
}

static const struct of_device_id mdss_dsi_bl_dt_match[] = {
	{.compatible = "gpio-beeper"},
	{}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, mdss_dsi_bl_dt_match);

static struct platform_driver mdss_dsi_bl_driver = {
	.probe = mdss_dsi_bl_probe,
	.shutdown = NULL,
	.driver = {
		.name = "beeper",
		.of_match_table = mdss_dsi_bl_dt_match,
	},
};

static int mdss_dsi_bl_register_driver(void)
{
	return platform_driver_register(&mdss_dsi_bl_driver);
}

static int __init mdss_dsi_bl_driver_init(void)
{
	int ret;

	ret = mdss_dsi_bl_register_driver();
	if (ret) {
		pr_err("mdss_dsi_bl_register_driver() failed!\n");
		return ret;
	}

	return ret;
}
fs_initcall(mdss_dsi_bl_driver_init);

    自定义方法，该方法作为设置背光等级   kernel/msm-3.18/drivers/video/msm/mdss/mdss_dsi_panel.c

#include 
#include 
#include 
... ...
extern struct clk *pclk;
extern struct rcg_clk *gp1_rcg_clk;
#define CBCR_OFFSET 0x0
#define CMD_RCGR_OFFSET 0x4
#define D_OFFSET 0x14
#define GP1_CLK_BASE 0x8000

void mdss_set_gpio_pwm(int level)
{
	int ret;

	ret = clk_set_rate(pclk, 9375);

	if (ret){
		printk("clk set rate fail, ret = %d\n", ret);
	}

	ret = clk_prepare_enable(pclk);
	if (ret){
		printk("%s: clk_prepare error!!!\n", __func__);
	}else{
		printk("%s: clk_prepare success!\n", __func__);
	}

	gp1_rcg_clk = to_rcg_clk(pclk);

	if(level == 0){
		mb();
		writel_relaxed(0x0, *gp1_rcg_clk->base + GP1_CLK_BASE + CBCR_OFFSET);//根据寄存器手册，该寄存器代表clk是否使能，写1代表enable，写0表示disable。当level值为0时将clk关闭。
	}else{
		writel_relaxed(((~(128 * level / 50)) & 0x0ff), *gp1_rcg_clk->base + GP1_CLK_BASE + D_OFFSET ); //128 is the value of N, if just output clock, please remove this line.
//此处的level即为对应的等级，这里只能为1-100，所以我们传值时要对0-255进行转换再使用。另外注意前面有取反的符号，这个是高通定死的，我们写的背光等级是对应值取反。
		mb();
		writel_relaxed(0x3, *gp1_rcg_clk->base+ GP1_CLK_BASE + CMD_RCGR_OFFSET); //RCGR
		mb();
		writel_relaxed(0x1, *gp1_rcg_clk->base + GP1_CLK_BASE + CBCR_OFFSET); //CBCR
	}
}

    添加BL_GPIO控制选项   kernel/msm-3.18/drivers/video/msm/mdss/mdss_dsi.h

enum dsi_panel_bl_ctrl {
	BL_PWM,
	BL_WLED,
	BL_DCS_CMD,
	BL_GPIO,    //gpio控制选项
	UNKNOWN_CTRL,
};

    根据qcom,mdss-dsi-bl-pmic-control-type选择对应的控制方式：

int mdss_panel_parse_bl_settings(struct device_node *np,
			struct mdss_dsi_ctrl_pdata *ctrl_pdata)
{
    ... ...
    }else if (!strcmp(data, "bl_ctrl_gpio")) {
	ctrl_pdata->bklt_ctrl = BL_GPIO;
    } else if (!strcmp(data, "bl_ctrl_pwm")) {
	ctrl_pdata->bklt_ctrl = BL_PWM;
	ctrl_pdata->pwm_pmi = of_property_read_bool(np,
				"qcom,mdss-dsi-bl-pwm-pmi");
    ... ...
}

    在背光控制方法中根据控制方式添加对应的背光控制函数：

static void mdss_dsi_panel_bl_ctrl(struct mdss_panel_data *pdata,
							u32 bl_level)
{
    ... ...
    case BL_PWM:
	mdss_dsi_panel_bklt_pwm(ctrl_pdata, bl_level);
	break;
    case BL_GPIO:
	bl_level = 100*bl_level/255;//将0-255等级划分为0-100
	if(bl_level>99){
		bl_level = 99;
	}
	mdss_set_gpio_pwm(bl_level);
	break;
    ... ...
}

此时我们已经设配完成，已经可以进行正常的背光亮度调节，以及量灭屏操作。

四、修改占空比

    首先看下占空比公式：D/N

    假设我们设置的F（100000, xo, 3, 1, 64），那么M = 1 N = 64 D = 0.5。当N为128时，D最小也可为0.5。此时我们可以看到占空比可以为1-128个等级。

    M = 1 M = 0x1 

    N = 64 NOT_N_M = 0xFFC0 

    D = 0.5 NOT_2D = 0xFFFE

 

Resulting Clock = 0.100 MHz
Error = 0.000 MHz
Duty Cycle = 0.78%
Resulting Jitter = 0.000 ns
Period = 10000.000 ns
Pulse High = 78.125 ns
Pulse Low = 9921.875 ns