linux2.6.32.2 mini2440平台移植-- LCD 显示驱动 ( W35屏 )

1.4.1 LCD 驱动基础知识

 

Linux-2.6.32.2 内核已经支持 S3C2440 的 LCD 控制器驱动，但在此我们先介绍一下关于 2440 LCD 控制器以及驱动相关的 LCD 的一些基础知识。

注意：在此我们只讨论 TFT LCD，也就是真彩屏。

LCD  驱动中最关键的就是时钟频率(Clock  frequency)的设置，时钟频率设置不对，LCD 的显示就会闪，或者根本没有显示。一般 LCD 的  Datasheet 上会写有一个推荐的频率，比如 mini2440 所用的统宝 3.5"LCD，在它的数据手册第 13 页，有这样一个表格：可以看到，这里推荐的时钟频率是 6.39MHz，近似于6.4MHz，范围，是 5M-6.85MHz。

 

S3C2440 之 LCD 控制器与此相关的设置为 CLKVAL，通过设置它，就可以在 LCD 接口的 VCLK 引脚上产生 LCD 所需要的时钟频率，那么 CLKVAL 和VCLK 有何种关系呢？在 2440 英文手册(411页  )中，有这样一段描述：

The  rate  of  VCLK  signal  depends  on  the  CLKVAL  field  in  the  LCDCON1  register.  Table  15-3  defines  the

relationship of VCLK and CLKVAL. The minimum value of CLKVAL is 0

接下来，手册中提供了它们的数学关系公式：

VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2]

因此可以得出：

VCLK = HCLK / ((CLKVAL+1)*2)

那么  HCLK 是多少呢？

我们的开发板运行于400Mhz，这个可以在  bootloader 的源代码头文件中看到

FCLK:HCLK:PCLK  =  1:4:8，因此得出  HCLK=100Mhz，再根据上述公式得出

CLKVAL 应为：

CLKVAL=HCLK/(VCLK*2) -1

VCLK ：LCD屏幕所需的频率

CLKVAL = 100000000 / (6400000 * 2) - 1 = 6.8

选择最接近的整数值 7，并把它写入 LCDCON1:17-8(注意：我们实际使用的数值是 8)，由此产生的 VCLK 频率实测为 5.63Mhz 左右，它也是在 5-6.85Mhz 之间的数值。

 

 

1.4.2  新内核中的 pixclock 参数

 

在以前较老的 Linux 内核中，对于 LCD 寄存器的设置都是这样直接填写 CLKVAL 的，但 Linux-2.6.32.2 内核却不再使用这样简单直观的方式，而是通过一个称为"pixclock"的参数进行调节，它的计算变的复杂和难以理解，我们不清楚 Linux 内核中关于 2440 部分的移植为何改变成这样的方式，这有可能是为了和  X86  体系中的设置保持一致的风格，下面我们根据实际的代码进行一些推导和说明，但推导结果和我们的实际设置是并不一致的，会有一些误差。

提示：我们实际提供的  pixclock 参数并不是按照以下的方式推导计算出的，而是先确定好 CLKVAL 的数值，再反复尝试、猜测得到的。

 

在 Framebuffer 驱动(linux-2.6.32.2/ drivers/video/s3c2410fb.c)中有这样一个函数：

clkdiv = DIV_ROUND_UP(s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock), 2);

这里的 clkdiv 就是我们上面提到的 CLKVAL，而 DIV_ROUND_UP 是一个宏定义，它位于 include/linux/kernel.h 文件中：

#define DIV_ROUND_UP(n,d) (((n) + (d) - 1) / (d))

这其实是一个数学概念：向上取整。下面是关于"向上取整"的一段说明：

以下信息来自：

http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=743

 

1.  问题

A,B 都是整数并且  A>1, B>1

求┌A/B┐即 A/B 的上取整。

当  A/B  整除，往上取整返回值  为  A/B。

当  不整除，返回值是  int(A/B) + 1

这个算法的一个应用：如果你有一个动态增长的缓冲区，增长的步长是  B,

某一次缓冲区申请的大小是  A，这个时候，就可以用这个算法，计算出缓冲区的一个合

适大小了，正好可以容纳 A，并且不会过于得多，多余部分不会比 B 多。

2.  方法

int( (A+B-1)/B )

3. HUNTON  的证明

上取整用 UP 表示

由于 A>1、B>1，且 A、B 都是整数，所以可以设 A=NB+M

其中 N 为非负整数，M 为 0 到 B-1 的数，则

A/B = N + M/B

(A+B-1)/B = N + 1 + (M - 1)/B;

当 M 为 0 时，

UP(A/B) = N，

int((A+B-1)/B) = N + int(1 - 1/B) = N

当 M 为 1 到 B-1 的数时，0 <= M-1 <= B-2

UP(A/B) = N + 1，

int((A+B-1)/B) = N + 1 + int((M-1)/B) = N + 1

所以对 A>1、B>1 的整数 A、B 都有：

UP(A/B) = int((A+B-1)/B)

 

对于除数为"2"的本算法而言，我们可以简单的理解为"(n/2)+0.5"所对应的整数值，因此这里不可能避免的就出现了误差，也就是说n的数值是有一定范围的，这里的n就是 "s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock)"，因此上面的公式可以改写为：clkdiv= s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock)/2 + 0.5

而      s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock)   

这个函数在linux-2.6.32.2/ drivers/video/s3c2410fb.c 中是这样定义的：

/* s3c2410fb_calc_pixclk()

*

* calculate divisor for clk->pixclk

*/

static unsigned int s3c2410fb_calc_pixclk(struct s3c2410fb_info *fbi,

unsigned long pixclk)

{

unsigned long clk = fbi->clk_rate;

unsigned long long div;

 

/* pixclk is in picoseconds, our clock is in Hz

*

* Hz -> picoseconds is / 10^-12

*/

;这里计算出本函数的结果

div = (unsigned long long)clk * pixclk;

div >>= 12;                                        /* div / 2^12 */

do_div(div, 625 * 625UL * 625); /* div / 5^12 */

 

dprintk("pixclk %ld, divisor is %ld\n", pixclk, (long)div);

return div;

}

因此得出：

clkdiv=clk*pixclk/(10^12)/2 + 0.5

根据实际打印结果验证，此处的 clk 其实就是 HCLK。

而根据 static void s3c2410fb_activate_var(struct fb_info *info)函数中的描述，会得出这样一个关系：

CLKVAL=clkdiv-1

再结合从 2440 芯片手册得到的公式 CLKVAL=HCLK/(VCLK*2)  -1，因此可以得出大致这样的结果("大致"可以理解为一定的误差范围)：

Pixclk=(HCLK-VLCK)x10^12/HCLK*VCLK

以我们所用的统宝屏为例：

HCLK=100Mhz=100,000,000Hz

VLCK=6.4Mhz=6400,000Hz

因此计算出：pixclk =146250，单位是 ps(picoseconds)，这和我们实际设置的数值 170000是有一定误差的。另外在Linux内核文档中，还有另外一种计算   pixclock的方式，见 linux/Documentation/fb/framebuffer.txt。

 

1.4.3  在内核中添加各种 LCD 类型的支持

 

打开  arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c，先删除之前的  LCD 设备平台代码，如下：

/* LCD driver info */

static struct s3c2410fb_display mini2440_lcd_cfg __initdata = {

 

    .lcdcon5    = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |

              S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |

              S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |

              S3C2410_LCDCON5_PWREN |

              S3C2410_LCDCON5_HWSWP,

 

    .type       = S3C2410_LCDCON1_TFT,

 

    .width      = 240,

    .height     = 320,

 

    .pixclock   = 166667, /* HCLK 60 MHz, divisor 10 */

    .xres       = 240,

    .yres       = 320,

    .bpp        = 16,

    .left_margin    = 20,

    .right_margin   = 8,

    .hsync_len  = 4,

    .upper_margin   = 8,

    .lower_margin   = 7,

    .vsync_len  = 4,

};

 

static struct s3c2410fb_mach_info mini2440_fb_info __initdata = {

    .displays   = &mini2440_lcd_cfg,

    .num_displays   = 1,

    .default_display = 0,

 

#if 0

    /* currently setup by downloader */

    .gpccon     = 0xaa940659,

    .gpccon_mask    = 0xffffffff,

    .gpcup      = 0x0000ffff,

    .gpcup_mask = 0xffffffff,

    .gpdcon     = 0xaa84aaa0,

    .gpdcon_mask    = 0xffffffff,

    .gpdup      = 0x0000faff,

    .gpdup_mask = 0xffffffff,

#endif

 

    .lpcsel     = ((0xCE6) & ~7) | 1<<4,

};

再把友善之臂已经移植好的代码加入，如下  //这里有多种屏幕的配置，我用的是w35屏

#if defined(CONFIG_FB_S3C2410_N240320)

#define LCD_WIDTH 240

#define LCD_HEIGHT 320

#define LCD_PIXCLOCK 100000

#define LCD_RIGHT_MARGIN 36

#define LCD_LEFT_MARGIN 19

#define LCD_HSYNC_LEN 5

#define LCD_UPPER_MARGIN 1

#define LCD_LOWER_MARGIN 5

#define LCD_VSYNC_LEN 1

#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_N480272)

#define LCD_WIDTH 480

#define LCD_HEIGHT 272

#define LCD_PIXCLOCK 100000

#define LCD_RIGHT_MARGIN 36

#define LCD_LEFT_MARGIN 19

#define LCD_HSYNC_LEN 5

#define LCD_UPPER_MARGIN 1

#define LCD_LOWER_MARGIN 5

#define LCD_VSYNC_LEN 1

 

#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_W320240)       //这里是W35屏的配置

#define LCD_WIDTH      320

#define LCD_HEIGHT     240

#define LCD_PIXCLOCK   70000

#define LCD_RIGHT_MARGIN       68

#define LCD_LEFT_MARGIN        66

#define LCD_HSYNC_LEN          4

#define LCD_UPPER_MARGIN       4

#define LCD_LOWER_MARGIN       4

#define LCD_VSYNC_LEN          9

#define LCD_CON5 (S3C2410_LCDCON5_FRM565 |S3C2410_LCDCON5_INVVDEN | S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME | S3C2410_LCDCON5_INVVLINE| S3C2410_LCDCON5_INVVCLK | S3C2410_LCDCON5_HWSWP) 

#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_TFT640480)

#define LCD_WIDTH 640

#define LCD_HEIGHT 480

#define LCD_PIXCLOCK 40000

#define LCD_RIGHT_MARGIN 67

#define LCD_LEFT_MARGIN 40

#define LCD_HSYNC_LEN 31

#define LCD_UPPER_MARGIN 5

#define LCD_LOWER_MARGIN 25

#define LCD_VSYNC_LEN 1

 

#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_T240320)

#define LCD_WIDTH 240

#define LCD_HEIGHT 320

#define LCD_PIXCLOCK 170000

#define LCD_RIGHT_MARGIN 25

#define LCD_LEFT_MARGIN 0

#define LCD_HSYNC_LEN 4

#define LCD_UPPER_MARGIN 1

#define LCD_LOWER_MARGIN 4

#define LCD_VSYNC_LEN 1

#define LCD_CON5 (S3C2410_LCDCON5_FRM565 | S3C2410_LCDCON5_INVVDEN | S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME | S3C2410_LCDCON5_INVVLINE | S3C2410_LCDCON5_INVVCLK | S3C2410_LCDCON5_HWSWP )

 

#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_X240320)

#define LCD_WIDTH 240

#define LCD_HEIGHT 320

#define LCD_PIXCLOCK 170000

#define LCD_RIGHT_MARGIN 25

#define LCD_LEFT_MARGIN 0

#define LCD_HSYNC_LEN 4

#define LCD_UPPER_MARGIN 0

#define LCD_LOWER_MARGIN 4

#define LCD_VSYNC_LEN 9

#define LCD_CON5 (S3C2410_LCDCON5_FRM565 | S3C2410_LCDCON5_INVVDEN | \

S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME | S3C2410_LCDCON5_INVVLINE | \

S3C2410_LCDCON5_INVVCLK | S3C2410_LCDCON5_HWSWP )

 

#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_TFT800480)

#define LCD_WIDTH 800

#define LCD_HEIGHT 480

#define LCD_PIXCLOCK 40000

#define LCD_RIGHT_MARGIN 67

#define LCD_LEFT_MARGIN 40

#define LCD_HSYNC_LEN 31

#define LCD_UPPER_MARGIN 25

#define LCD_LOWER_MARGIN 5

#define LCD_VSYNC_LEN 1

 

#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_VGA1024768)

#define LCD_WIDTH 1024

#define LCD_HEIGHT 768

#define LCD_PIXCLOCK 80000

#define LCD_RIGHT_MARGIN 15

#define LCD_LEFT_MARGIN 199

#define LCD_HSYNC_LEN 15

#define LCD_UPPER_MARGIN 1

#define LCD_LOWER_MARGIN 1

#define LCD_VSYNC_LEN 1

#define LCD_CON5 (S3C2410_LCDCON5_FRM565 | S3C2410_LCDCON5_HWSWP)

#endif

 

#if defined (LCD_WIDTH)

 

static struct s3c2410fb_display mini2440_lcd_cfg __initdata = {

 

#if !defined (LCD_CON5)

        .lcdcon5        = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |

                          S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |

                          S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |

                          S3C2410_LCDCON5_PWREN |

                          S3C2410_LCDCON5_HWSWP,

#else

        .lcdcon5        = LCD_CON5,

#endif

 

        .type           = S3C2410_LCDCON1_TFT,

      .width          = LCD_WIDTH,

        .height         = LCD_HEIGHT,

 

        .pixclock       = LCD_PIXCLOCK,

        .xres           = LCD_WIDTH,

        .yres           = LCD_HEIGHT,

        .bpp            = 16,

        .left_margin    = LCD_LEFT_MARGIN + 1,

        .right_margin   = LCD_RIGHT_MARGIN + 1,

        .hsync_len      = LCD_HSYNC_LEN + 1,

        .upper_margin   = LCD_UPPER_MARGIN + 1,

        .lower_margin   = LCD_LOWER_MARGIN + 1,

        .vsync_len      = LCD_VSYNC_LEN + 1,

};

 

 

static struct s3c2410fb_mach_info mini2440_fb_info __initdata = {

        .displays       = &mini2440_lcd_cfg,

        .num_displays   = 1,

        .default_display = 0,

 

        .gpccon =       0xaa955699,

        .gpccon_mask =  0xffc003cc,

        .gpcup =        0x0000ffff,

        .gpcup_mask =   0xffffffff,

 

        .gpdcon =       0xaa95aaa1,

        .gpdcon_mask =  0xffc0fff0,

        .gpdup =        0x0000faff,

        .gpdup_mask =   0xffffffff,

 

 

        .lpcsel         = 0xf82,

};

 

#endif

注意：若您粘贴此段程序的话 如果编译过程中这段有问题请检查一下对应行 可能有多余空格。。。

然后打开 drivers/video/Kconfig，在大概 1935 行加入以下配置信息：

 

config FB_S3C2410_DEBUG

bool "S3C2410 lcd debug messages"

depends on FB_S3C2410

help

Turn on debugging messages. Note that you can set/unset at run time

through sysfs

 

choice

        prompt "LCD select"

        depends on FB_S3C2410

        help

           S3C24x0 LCD size select

 

config FB_S3C2410_T240320

        boolean "3.5 inch 240X320 Toppoly LCD"

        depends on FB_S3C2410

        help

          3.5 inch 240X320 Toppoly LCD

 

configFB_S3C2410_W320240                  //此段为配置 W35屏

       boolean "3.5 inch 320x240 W35i LCD"

       depends on FB_S3C2410

       help

         3.5 inch 320x240 W35i LCD

config FB_S3C2410_X240320

        boolean "3.5 inch 240X320 LCD(ACX502BMU)"

        depends on FB_S3C2410

        help

          3.5 inch 240X320 LCD(ACX502BMU)

 

config FB_S3C2410_N240320

        boolean "3.5 inch 240X320 NEC LCD"

        depends on FB_S3C2410

        help

           3.5 inch 240x320 NEC LCD

 

config FB_S3C2410_N480272

        boolean "4.3 inch 480X272 NEC LCD"

        depends on FB_S3C2410

        help

           4.3 inch 480x272 NEC LCD

 

config FB_S3C2410_TFT640480

        boolean "8 inch 640X480 L80 LCD"

        depends on FB_S3C2410

        help

           8 inch 640X480 LCD

 

config FB_S3C2410_TFT800480

        boolean "7 inch 800x480 TFT LCD"

        depends on FB_S3C2410

        help

           7 inch 800x480 TFT LCD

 

config FB_S3C2410_VGA1024768

        boolean "VGA 1024x768"

        depends on FB_S3C2410

        help

           VGA 1024x768

 

endchoice

 

config BACKLIGHT_MINI2440

tristate "Backlight support for mini2440 from FriendlyARM"

depends on MACH_MINI2440 && FB_S3C2410

help

backlight driver for MINI2440 from FriendlyARM

 

config FB_SM501

tristate "Silicon Motion SM501 framebuffer support"

depends on FB && MFD_SM501

select FB_CFB_FILLRECT

select FB_CFB_COPYAREA

select FB_CFB_IMAGEBLIT

 这样，我们就完成了 LCD 驱动的移植，如果你需要加入其他型号的 LCD 驱动，也可以参照上面的方式复制即可，一般小尺寸的 pixclock 参数可以参考统宝3.5"的，超过 640x480 分辨率的参数可以参考 8"LCD 的，特别要注意你使用的 LCD 的长宽也要修改。

1.4.4  配置内核并下载到开发板测试

 

现在，我们在命令行输入:make  menuconfig 进入内核配置，依次按下面的子菜单项选择：

Device Drivers    --->

Graphics support    --->

<*> Support for frame buffer devices    --->

LCD select (3.5 inch 320x240 W35i LCD)    --->

会出现如图所示 LCD 型号配置选项：

按空格或者回车键选择我们需要的 LCD 型号，然后退出保存内核配置。

在命令行执行：

#make zImage

将会生成  arch/arm/boot/zImage，把它烧写到开发板中，就可以看到一个小企鹅出现在屏幕上了。