TQ2440平台上LCD驱动的移植

参考：

http://liu1227787871.blog.163.com/blog/static/205363197201242393031250/

http://blog.csdn.net/cumtgao/article/details/8649006

http://www.360doc.com/content/12/0424/17/9159905_206213245.shtml

http://blog.csdn.net/yj4231/article/details/7878762

硬件平台：TQ2440

LCD型号：WXCAT43，分辨率480*270

U-boot版本：u-boot-2015.04

内核版本：Linux-3.14

作者：彭东林

邮箱：pengdonglin137@163.com

下面主要完成Linux下面的LCD驱动的移植。

首先我们需要知道一些LCD的知识：

我们使用的LCD是TFT类型，下面是S3C2440的LCD控制器的信号引脚：

下面是TQ2440的LCD原理图：

下面介绍一下这些引脚的功能：

VCLK：发出lcd时钟信号，每来一个时钟，就会在屏幕上显示一个像素

VLINE：发出lcd行扫描信号

VFRAME：发出lcd桢扫描信号

VM：VDEN，有效时才会在屏幕上显示象素

LCD_PWREN：发出lcd面板电源使能控制信号

VD[3]——VD[7]   ：lcd数据总线

VD[10]——VD[15] ：lcd数据总线

VD[19]——VD[23] ：lcd数据总线

各信号的含义

VSYNC：帧同步信号

每发出一个脉冲，表示新的一屏图像数据开始传送。

HSYNC：行同步信号

每发出一个脉冲，表示新的一行图像数据开始传送。

VCLK：像素时钟信号

每发出一个脉冲，表示新的一个点图像数据开始传送。

LEND：行结束信号

VBPD：表示在一帧图像开始时，帧同步信号以后的无效的行数，对应驱动中的upper_margin；

VFBD：表示在一帧图像结束后，帧同步信号以前的无效的行数，对应驱动中的lower_margin；

VSPW：表示垂直同步脉冲的宽度，单位是行数

HBPD：表示从水平同步信号开始到一行的有效数据开始之间的vclk的个数，对应驱动中的left_margin；

HFPD：表示一行的有效数据结束到下一个水平同步信号开始之间的vclk的个数，对应驱动中的right_margin；

HSPW：表示水平同步信号的宽度，单位是vclk的个数

下面我们结合两张图理解一下：

下面我们结合TQ2440上的LCD芯片手册分析：

注意上面这幅图下面的文字中对CLK和H的说明，其中：CLK表示的是像素时钟周期，H表示的是行同步时钟周期。可以发现上面图中的规律：

525=480+2+41+2   他们的单位都是CLK

286=272+2+10+2   他们的单位都是H

所以帧率就是： 1/(525*286*像素时钟周期) Hz

这样我们也容易理解S3C2440上的两个公式：

VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2]   像素时钟频率（Hz）

Frame Rate = 1/ [ { (VSPW+1) + (VBPD+1) + (LIINEVAL + 1) + (VFPD+1) } x {(HSPW+1) + (HBPD +1)+ (HFPD+1) + (HOZVAL + 1) } x { 2 x ( CLKVAL+1 ) / ( HCLK ) } ]   帧率（Hz）

对照上面的两幅图，我们采用典型值来填充这个结构体

static struct s3c2410fb_display tq2440_lcd_cfg __initdata = {

    .lcdcon5    = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |

              S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |

              S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |

              S3C2410_LCDCON5_PWREN |

              S3C2410_LCDCON5_HWSWP,

    .type        = S3C2410_LCDCON1_TFT,

    .width        = 480,

    .height        = 272,

    .pixclock    = 100000,

    .xres        = 480,

    .yres        = 272,

    .bpp        = 16,

    .left_margin    = 2,   /* For HBPD+1， 这里我们取的都是典型值  */

    .right_margin    = 2,  /* For HFPD+1  */

    .hsync_len    = 41,    /* For HSPW+1  */

    .upper_margin    = 2,  /* For VBPD+1  */

    .lower_margin    = 2,  /* For VFPD+1  */

    .vsync_len    = 10,    /* For VSPW+1  */

};

#define S3C2410_GPCCON_MASK(x)    (3 << ((x) * 2))

#define S3C2410_GPDCON_MASK(x)    (3 << ((x) * 2))

static struct s3c2410fb_mach_info tq2440_fb_info __initdata = {

    .displays    = &tq2440_lcd_cfg,

    .num_displays    = 1,

    .default_display = 0,

    /* Enable VD[2..7], VD[10..15], VD[18..23] and VCLK, syncs, VDEN

     * and disable the pull down resistors on pins we are using for LCD

     * data. */

    .gpcup        = (0xf << 1) | (0x3f << 10),

    .gpccon        = (S3C2410_GPC1_VCLK   | S3C2410_GPC2_VLINE |

               S3C2410_GPC3_VFRAME | S3C2410_GPC4_VM |

               S3C2410_GPC8_VD0   | S3C2410_GPC9_VD1 |

               S3C2410_GPC10_VD2   | S3C2410_GPC11_VD3 |

               S3C2410_GPC12_VD4   | S3C2410_GPC13_VD5 |

               S3C2410_GPC14_VD6   | S3C2410_GPC15_VD7),

    .gpccon_mask    = (S3C2410_GPCCON_MASK(1)  | S3C2410_GPCCON_MASK(2)  |

               S3C2410_GPCCON_MASK(3)  | S3C2410_GPCCON_MASK(4)  |

               S3C2410_GPCCON_MASK(8) | S3C2410_GPCCON_MASK(9) |

               S3C2410_GPCCON_MASK(10) | S3C2410_GPCCON_MASK(11) |

               S3C2410_GPCCON_MASK(12) | S3C2410_GPCCON_MASK(13) |

               S3C2410_GPCCON_MASK(14) | S3C2410_GPCCON_MASK(15)),

    .gpdup        = (0x3f << 2) | (0x3f << 10),

    .gpdcon        = (S3C2410_GPD2_VD10  | S3C2410_GPD3_VD11 |

               S3C2410_GPD4_VD12  | S3C2410_GPD5_VD13 |

               S3C2410_GPD6_VD14  | S3C2410_GPD7_VD15 |

               S3C2410_GPD10_VD18 | S3C2410_GPD11_VD19 |

               S3C2410_GPD12_VD20 | S3C2410_GPD13_VD21 |

               S3C2410_GPD14_VD22 | S3C2410_GPD15_VD23),

    .gpdcon_mask    = (S3C2410_GPDCON_MASK(2)  | S3C2410_GPDCON_MASK(3) |

               S3C2410_GPDCON_MASK(4)  | S3C2410_GPDCON_MASK(5) |

               S3C2410_GPDCON_MASK(6)  | S3C2410_GPDCON_MASK(7) |

               S3C2410_GPDCON_MASK(10) | S3C2410_GPDCON_MASK(11)|

               S3C2410_GPDCON_MASK(12) | S3C2410_GPDCON_MASK(13)|

               S3C2410_GPDCON_MASK(14) | S3C2410_GPDCON_MASK(15)),

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

};

接下来要说的参数是pixclock，他是用来计算像素频率的。

在driver/video/s3c2410fb.c中：

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;

    struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;

    int clkdiv;

    clkdiv = DIV_ROUND_UP(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);

        --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);

     ......

}

上面计算得到的clkdiv就是VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2] 中的CLKVAL.

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

     */

    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 * pixclk  / 10^12 + (2 - 1))/ 2。

随后由于是采用TFT模式，将clkdiv-1。最后得：

clkdiv  = (clk * pixclk  / 10^12 + (2 - 1))/ 2 - 1，

这里的clk即为HCLK，LCD模块使用HCLK作为时钟源，从内核启动代码中可以看到HCLK是100MHz

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。 从LCD的芯片手册上可以看到VCLK的典型值是9MHz，我们取10MHz。

因此，pixclk=100000。

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。

完。