S3C2440 Linux驱动移植——LCD

PC主机：Ubuntu 10.4 和redhat 9.0

目标板：TQ2440开发板 Linux内核：2.6.30

屏幕型号：WXCAT35-TG3#001F 分辨率： 320X240

本文将介绍如何移植LCD设备。

在移植前，先配置下内核，将LCD设备编译进内核。

1.移植

移植LCD设置只须修改位于arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中的两个结构体的数据。

1.1 s3c2410fb_display结构

修改后的内容如下：

/* LCD driver info */

static struct s3c2410fb_display smdk2440_lcd_cfg __initdata = {

	.lcdcon5	= S3C2410_LCDCON5_FRM565 |
			  S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |
			  S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |
			  S3C2410_LCDCON5_PWREN |
			  S3C2410_LCDCON5_HWSWP,

	.type		= S3C2410_LCDCON1_TFT,

	.width		= 320,//240,
	.height		= 240,//320,

	.pixclock 	= 156250,//166667, /* HCLK 60 MHz, divisor 10 */
	.xres		= 320,//240,
	.yres		= 240,//320,
	.bpp		= 16,
	.left_margin	= 20,
	.right_margin	= 38,//8,
	.hsync_len	= 30,//4,
	.upper_margin	= 15,//8,
	.lower_margin	= 12,//7,
	.vsync_len	= 3,//4,
};

上面的参数是如何修改的呢？我们来看下。

type表示显示模式，这里为TFT模式。

width和height表示屏幕的分辨率，我的分辨率是320X240。

xres和yres分别等于width和height。

bpp表示所每个像素点位数，这里使用16位。

left_margin，right_margin，hsync_len，upper_margin，lower_margin，vsync_len这六个参数的值由LCD的手册给出。下图为LCD中的参数：



在这里，我给出上面6个参数和LCD手册中数据的对应关系：

.left_margin = Hsync front porch = 20

.right_margin = Hsync back porch = 38

.hsync_len = Hsync pulse width = 30

.upper_margin = Vsync
back porch = 15

.lower_margin = Vsync front porch = 12

.vsync_len = Vsync pulse width = 3



pixclock的值是用来计算CLKVAL的。在S3C2440的datasheet中，CLKVAL的计算公式为：

CLKVAL = HCLK / VCLK / 2 -1，而VCLK即为上面图中的Dclk，值为6.4MHz。

接着我们看下驱动程序是如何计算CLKVAL的。

/* s3c2410fb_activate_var
 *
 * activate (set) the controller from the given framebuffer
 * information
 */
static void s3c2410fb_activate_var(struct fb_info *info)
{
	struct s3c2410fb_info *fbi = info->par;
	void __iomem *regs = fbi->io;
	int type = fbi->regs.lcdcon1 & S3C2410_LCDCON1_TFT; /*regs.lcdcon1在s3c2410fb_check_var设置*/
	struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
	int clkdiv = s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock) / 2;

	dprintk("%s: var->xres  = %d\n", __func__, var->xres);
	dprintk("%s: var->yres  = %d\n", __func__, var->yres);
	dprintk("%s: var->bpp   = %d\n", __func__, var->bits_per_pixel);

	if (type == S3C2410_LCDCON1_TFT) {
		s3c2410fb_calculate_tft_lcd_regs(info, &fbi->regs);/*根据var，计算出控制寄存器需要设置的值*/
		--clkdiv;
		if (clkdiv < 0)
			clkdiv = 0;
	} else {
		s3c2410fb_calculate_stn_lcd_regs(info, &fbi->regs);
		if (clkdiv < 2)
			clkdiv = 2;
	}

	fbi->regs.lcdcon1 |=  S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(clkdiv);/*设置CLKVAL*/

	/* write new registers */

	dprintk("new register set:\n");
	dprintk("lcdcon[1] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon1);
	dprintk("lcdcon[2] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon2);
	dprintk("lcdcon[3] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon3);
	dprintk("lcdcon[4] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon4);
	dprintk("lcdcon[5] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon5);
	/*把计算好的值填入LCD控制器中*/
	writel(fbi->regs.lcdcon1 & ~S3C2410_LCDCON1_ENVID,	
		regs + S3C2410_LCDCON1);						/*仍然禁止LCD*/
	writel(fbi->regs.lcdcon2, regs + S3C2410_LCDCON2);
	writel(fbi->regs.lcdcon3, regs + S3C2410_LCDCON3);
	writel(fbi->regs.lcdcon4, regs + S3C2410_LCDCON4);
	writel(fbi->regs.lcdcon5, regs + S3C2410_LCDCON5);

	/* set lcd address pointers */
	s3c2410fb_set_lcdaddr(info);						/*设置LCD帧缓冲起始地址*/

	fbi->regs.lcdcon1 |= S3C2410_LCDCON1_ENVID,
	writel(fbi->regs.lcdcon1, regs + S3C2410_LCDCON1);	/*使能LCD*/
}
static unsigned int s3c2410fb_calc_pixclk(struct s3c2410fb_info *fbi,
                      unsigned long pixclk)
{
    unsigned long clk = clk_get_rate(fbi->clk);         /*获取当前时钟频率(Hz)*/
    unsigned long long div;

    /* pixclk is in picoseconds, our clock is in Hz
     *
     * Hz -> picoseconds is / 10^-12
     */

    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;
}

首先pixclock作为参数传递给了s3c2410fb_calc_pixclk函数，当该函数执行完以后clkdiv = clk x pixclk / 10^12 / 2。

随后由于是采用TFT模式，将clkdiv-1。最后得：

clkdiv = clk X pixclk / 10^12 / 2 - 1，这里的clk即为HCLK，LCD模块使用HCLK作为时钟源。

为方便观察，将前面datasheet中的计算公式复制在此：CLKVAL = HCLK / VCLK / 2 -1。

我们可以看出1/VCLK = pixclk
/ 10^12，也就是说pixclk = 10^12 / VCLK。 我们已经知道VCLK=Dclk =6.4MHz，

因此，pixclk=156250。

其实在内核的参考文档中有这样一段话：

The speed at which the electron beam paints the pixels is determined by the

dotclock in the graphics board. For a dotclock of e.g. 28.37516 MHz (millions

of cycles per second), each pixel is 35242 ps (picoseconds) long:

1/(28.37516E6 Hz) = 35.242E-9 s

也就是说VCLK的倒数，再乘10^12即为pixclk。picoseconds单位表示微微秒，即10^12。

最后一个参数lcdcon5，它是寄存器LCDCON5的配置信息。

S3C2410_LCDCON5_FRM565表示使用565格式。

S3C2410_LCDCON5_PWREN表示PWREN管脚输出信号使能。

S3C2410_LCDCON5_INVVLINE 和S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME 表示反转VLINE/HSYNC和VFRAME/VSYNC两个信号线，这个可以通过对比LCD手册和S3C2440的datasheet来得出。

S3C2410_LCDCON5_HWSWP：由于使用小端模式，需设置半字交换。

1.2 s3c2410fb_mach_info结构

修改后的内容如下：

static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_fb_info __initdata = {
	.displays	= &smdk2440_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
//no
//	.lpcsel		= ((0xCE6) & ~7) | 1<<4,
};

做出的唯一修改就是：禁用lpsel，因为如果不是使用三星LPC3600/LCC3600 LCD，必须禁止LPC3600/LCC3600模式(写入0到TCONSEL)。

num_displays 表示有几个LCD设备。

default_display表示这是第几个LCD设备。

2. 测试

在修改过上述两个数据结构之后，直接编译内核，然后下载到开发板上。

可以执行命令fbset，输出如下：

mode "320x240-58"

# D: 6.400 MHz, H: 15.686 kHz, V: 58.097 Hz

geometry 320 240 320 240 16

timings 156250 20 38 15 12 30 3

accel false

rgba 5/11,6/5,5/0,0/0

endmode

上述中的数值都是我们设置的参数。

另外，可以通过下列测试程序进行测试：

#include <linux/fb.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
//#include <syswait.h>

int main()
{
	int fd, retval, i;
	struct fb_var_screeninfo var;
	struct fb_fix_screeninfo fix;
	unsigned short *memstart;

	fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
	if(fd < 0){
		printf("open /dev/fb0 failed\n");
		return -1;
	}
	
	retval = ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fix);
	if(retval < 0){
		printf("ioctl failed\n");
		return -1;
	}

	printf("seme len= %d\n", fix.smem_len);

	memstart = mmap(NULL, 240*320*2, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
	if (memstart == MAP_FAILED){
		printf("mmap wrong\n");
	}
	
	for(; ;){
	sleep(1);
	for(i = 0; i < (153600>>1); i++)
		*(memstart + i) = 0xf800;
	sleep(1);
	for(i = 0; i < (153600>>1); i++)
		*(memstart + i) = 0x0c00;
	}
}

该测试程序是网上的，我只是稍微修改了下。

2012.11.05 添加屏幕型号