TQ2440平台上LCD驱动的移植
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。
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
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。
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