基于RT1170 支持MIPI DSI显示（六）

本文主要是通过迁移的思维，记录本人初次使用NXP MCUXpresso SDK API进行BSP开发

MIPI 扫盲
　　MIPI DSI显示是本人在项目中初次接触的接口。由于相关知识缺失，直接去看工程代码，相关的选项没有看懂。所以通过网上先找了链接进行学习，然后再粗略看RT1170 Chapter 44--53 章节的内容。学习是需要发时间的，不要浮躁。
MCUXpresso SDK MIPI DSI API 接口链接
　　在MCUXpresso SDK 框架下提供了对MIPI DSI设备进行操作的接口,可以发送数据和命令。针对MIPI DSI当作输出使用，一般只需要设置显示的参数如屏参，LANE个数及相关的时钟，不同的屏根据需要可能需要发送特定的Display Command Set (DCS)。本文本想使用MCUXpresso Config Tools v9来生成相关的代码，但是由于MIPI DSI的输出，内部需要经过LCDIFv2,但是MCUXpresso Config Tools v9工具没有该选项。所以只能通过SDK的工程样例来学习该模块。

每一篇文章我均会截图该模块相关的时钟载图，其实是为了快速理解该模块的时钟初始化的相关代码。

1. 首先阅读原理图

　 MIPI的硬件设计，如下所示：
MIPI_DSI_CLK_P
MIPI_DSI_CLK_N
MIPI_DIS_D0_P
MIPI_DSI_D0_N
MIPI_DSI_D1_P
MIPI_DSI_D1_N
MIPI_DSI_PWM----GPIO_AD_11
MIPI_DSI_RST----GPIO_AD_12
MIPI数据线和时钟线是从芯片引出来的。MIPI_DSI_PWM用于控制屏的背光，MIPI_DSI_RST用于屏的复位控制。

2. SDK api 应用

工程在driver_examples\lcdifv2\store\cm7，该工程显示彩条。对于配置比较复杂的模块，先跑一个正常的样例，通过官方手册及分析代码流程来学习。先"知其然"，再"知其所以然"。

2.1 主流程

int main(void)
{
    BOARD_ConfigMPU();
    BOARD_BootClockRUN();
    BOARD_ResetDisplayMix();
    BOARD_InitLpuartPins();
    BOARD_InitMipiPanelPins();
    BOARD_InitDebugConsole();
    BOARD_InitLcdifClock();

    PRINTF("LCDIF v2 store example start...\r\n");

    DEMO_LCDIFV2_InitDisplay();

    DEMO_LCDIFV2_ConfigInputLayer();

    DEMO_LCDIFV2_Store();

    DEMO_LCDIFV2_VerifyStore();

    PRINTF("LCDIF v2 store example success...\r\n");

    while (1)
    {
    }
}

分析一下BOARD_InitLcdifClock()函数的实现，屏参数据会在屏的数据手册上体现。

/*
根据屏参算出pixel clock所需要的时钟
再去设置lcdifv2模块的时钟
*/
void BOARD_InitLcdifClock(void)
{
    /*
     * The pixel clock is (height + VSW + VFP + VBP) * (width + HSW + HFP + HBP) * frame rate.
     *
     * Use PLL_528 as clock source.
     *
     * For 60Hz frame rate, the RK055IQH091 pixel clock should be 36MHz.
     * the RK055AHD091 pixel clock should be 62MHz.
     */
    const clock_root_config_t lcdifv2ClockConfig = {
        .clockOff = false,
        .mfn      = 0,
        .mfd      = 0,
        .mux      = 4, /*!< PLL_528. */
#if (USE_MIPI_PANEL == MIPI_PANEL_RK055AHD091)
        .div = 9,
#elif (USE_MIPI_PANEL == MIPI_PANEL_RK055IQH091)
        .div = 15,
#elif (USE_MIPI_PANEL == MIPI_PANEL_JD9366)
        .div = 12,
#endif
    };

    CLOCK_SetRootClock(kCLOCK_Root_Lcdifv2, &lcdifv2ClockConfig);

    mipiDsiDpiClkFreq_Hz = CLOCK_GetRootClockFreq(kCLOCK_Root_Lcdifv2);
}

分析DEMO_LCDIFV2_InitDisplay()函数的实现

void DEMO_LCDIFV2_InitDisplay(void)
{
    /*根据屏参构建显示配置结构体*/
    const lcdifv2_display_config_t lcdifv2Config = {
        .panelWidth    = DEMO_PANEL_WIDTH,
        .panelHeight   = DEMO_PANEL_HEIGHT,
        .hsw           = DEMO_HSW,
        .hfp           = DEMO_HFP,
        .hbp           = DEMO_HBP,
        .vsw           = DEMO_VSW,
        .vfp           = DEMO_VFP,
        .vbp           = DEMO_VBP,
        .polarityFlags = DEMO_POL_FLAGS,
        .lineOrder     = kLCDIFV2_LineOrderRGB,
    };

    if (kStatus_Success != BOARD_InitDisplayInterface())
    {
        PRINTF("Display interface initialize failed\r\n");

        while (1)
        {
        }
    }
     /*主要是打开LCDIFv2的时钟，并初始化相关的外转寄存大器，并使能该模块*/
    LCDIFV2_Init(DEMO_LCDIFV2);
    /*设置LCDIFv2的显示配置*/
    LCDIFV2_SetDisplayConfig(DEMO_LCDIFV2, &lcdifv2Config);
}

在上面的分析当中，BOARD_InitDisplayInterface函数没有分析，在这里单独拿出来分析。在芯片手册里面没有找到相关的模块初始化操作流程，这也是我们分析代码的原因，以便于之后更换屏幕时，知道如何修改，在哪里修改。

status_t BOARD_InitDisplayInterface(void)
{
  
   /* LCDIF v2 output to MIPI DSI. */
	 //LCDIFv2的数据可以流向普通的RGB接口，也可以流向MIPI DSI接口，在这里设置LCDIFv2流向MIPI DSI。
    CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Video_Mux);
    VIDEO_MUX->VID_MUX_CTRL.SET = VIDEO_MUX_VID_MUX_CTRL_MIPI_DSI_SEL_MASK;
	

    /* 1. Power on and isolation off. */
    PGMC_BPC4->BPC_POWER_CTRL |= (PGMC_BPC_BPC_POWER_CTRL_PSW_ON_SOFT_MASK | PGMC_BPC_BPC_POWER_CTRL_ISO_OFF_SOFT_MASK);

    /* 2. Assert MIPI reset. */
    IOMUXC_GPR->GPR62 &=
        ~(IOMUXC_GPR_GPR62_MIPI_DSI_PCLK_SOFT_RESET_N_MASK | IOMUXC_GPR_GPR62_MIPI_DSI_ESC_SOFT_RESET_N_MASK |
          IOMUXC_GPR_GPR62_MIPI_DSI_BYTE_SOFT_RESET_N_MASK | IOMUXC_GPR_GPR62_MIPI_DSI_DPI_SOFT_RESET_N_MASK);

    /* 3. Setup clock. */
	/*主要是设置MIPI ESC 的 TX/RX时钟，及MIPI D-PHY的参考时钟*/
    BOARD_InitMipiDsiClock();

    /* 4. Deassert PCLK and ESC reset. */
    IOMUXC_GPR->GPR62 |=
        (IOMUXC_GPR_GPR62_MIPI_DSI_PCLK_SOFT_RESET_N_MASK | IOMUXC_GPR_GPR62_MIPI_DSI_ESC_SOFT_RESET_N_MASK);

    /* 5. Configures peripheral. */
    BOARD_SetMipiDsiConfig();

    /* 6. Deassert BYTE and DBI reset. */
    IOMUXC_GPR->GPR62 |=
        (IOMUXC_GPR_GPR62_MIPI_DSI_BYTE_SOFT_RESET_N_MASK | IOMUXC_GPR_GPR62_MIPI_DSI_DPI_SOFT_RESET_N_MASK);

    /* 7. Configure the panel. */
	/*打开MIPI屏的电源，背光，设置RESET引脚电平，并通过MIPI接口给屏发送相关的命令*/
    return BOARD_InitLcdPanel();
}

分析DEMO_LCDIFV2_InitDisplay()函数的实现

void DEMO_LCDIFV2_InitDisplay(void)
{
    const lcdifv2_display_config_t lcdifv2Config = {
        .panelWidth    = DEMO_PANEL_WIDTH,
        .panelHeight   = DEMO_PANEL_HEIGHT,
        .hsw           = DEMO_HSW,
        .hfp           = DEMO_HFP,
        .hbp           = DEMO_HBP,
        .vsw           = DEMO_VSW,
        .vfp           = DEMO_VFP,
        .vbp           = DEMO_VBP,
        .polarityFlags = DEMO_POL_FLAGS,
        .lineOrder     = kLCDIFV2_LineOrderRGB,
    };

    if (kStatus_Success != BOARD_InitDisplayInterface())
    {
        PRINTF("Display interface initialize failed\r\n");

        while (1)
        {
        }
    }

    LCDIFV2_Init(DEMO_LCDIFV2);
    /*设置lcdifv2的数据格式，极性，分辫率及HSW,HFP,HBP,VSW,VHF,VBP等关键参数*/
    LCDIFV2_SetDisplayConfig(DEMO_LCDIFV2, &lcdifv2Config);
}

分析DEMO_LCDIFV2_ConfigInputLayer()函数的实现，要理解下面的函数，首先得了解LCDIFv2接口内部的模块架构。

正常来说，我们看到的图像，有可能是由多个图层叠加混合之后的结果。图层可分为背景图层，视频图层，用户图层。叫法可能有所不同，还有专门用来显示字幕的OSD图层，比如显示器上的配置界面。这个和芯片本身的显示硬件设计相关。普通单片机的RGB接口其实就是一个静态的背景图层。

void DEMO_LCDIFV2_ConfigInputLayer(void)
{
    const lcdifv2_buffer_config_t fbConfig = {
        .strideBytes = DEMO_INPUT_IMG_WIDTH * DEMO_INPUT_BYTE_PER_PIXEL,
        .pixelFormat = kLCDIFV2_PixelFormatIndex8BPP,
    };

    memset(s_inputBuffer, 0, sizeof(s_inputBuffer));
    /*设置第一个图层的lut数据*/
    LCDIFV2_SetLut(DEMO_LCDIFV2, 0, lut0, ARRAY_SIZE(lut0), false);
    LCDIFV2_SetLut(DEMO_LCDIFV2, 1, lut1, ARRAY_SIZE(lut1), false);
    LCDIFV2_SetLut(DEMO_LCDIFV2, 2, lut2, ARRAY_SIZE(lut2), false);
    LCDIFV2_SetLut(DEMO_LCDIFV2, 3, lut3, ARRAY_SIZE(lut3), false);
    /*设置每一个图层的偏移*/
    LCDIFV2_SetLayerOffset(DEMO_LCDIFV2, 0, 0, 0);
    LCDIFV2_SetLayerOffset(DEMO_LCDIFV2, 1, 0, DEMO_INPUT_IMG_HEIGHT * 1);
    LCDIFV2_SetLayerOffset(DEMO_LCDIFV2, 2, 0, DEMO_INPUT_IMG_HEIGHT * 2);
    LCDIFV2_SetLayerOffset(DEMO_LCDIFV2, 3, 0, DEMO_INPUT_IMG_HEIGHT * 3);
    
    for (uint8_t layer = 0; layer < DEMO_INPUT_LAYER_COUNT; layer++)
    {
	    /*设置图层的数据格式*/
        LCDIFV2_SetLayerBufferConfig(DEMO_LCDIFV2, layer, &fbConfig);
        /*设置图层的大小*/
        LCDIFV2_SetLayerSize(DEMO_LCDIFV2, layer, DEMO_INPUT_IMG_WIDTH, DEMO_INPUT_IMG_HEIGHT);
        /*设置图层的地址*/
        LCDIFV2_SetLayerBufferAddr(DEMO_LCDIFV2, layer, (uint32_t)s_inputBuffer);
        /*使能图层*/
        LCDIFV2_EnableLayer(DEMO_LCDIFV2, layer, true);
        /*调用LCDIFV2_TriggerLayerShadowLoad，图层显示的数据为lut数据*/
        LCDIFV2_TriggerLayerShadowLoad(DEMO_LCDIFV2, layer);
    }
}

分析DEMO_LCDIFV2_Store函数的实现，将输出帧的内容输出至s_outputBuffer当中。

void DEMO_LCDIFV2_Store(void)
{
    const lcdifv2_store_buffer_config_t storeConfig = {
        .bufferAddr  = (uint32_t)s_outputBuffer,
        .strideBytes = DEMO_OUTPUT_IMG_WIDTH * DEMO_OUTPUT_BYTE_PER_PIXEL,
        .pixelFormat = kLCDIFV2_StorePixelFormatARGB8888,
    };

    LCDIFV2_EnableDisplay(DEMO_LCDIFV2, true);

    LCDIFV2_SetStoreBufferConfig(DEMO_LCDIFV2, &storeConfig);

    LCDIFV2_StartStore(DEMO_LCDIFV2, false);

    while ((kLCDIFV2_StoreFrameDoneInterrupt & LCDIFV2_GetInterruptStatus(DEMO_LCDIFV2, DEMO_CORE_ID)) == 0)
    {
    }
}

分析DEMO_LCDIFV2_VerifyStore函数的实现，主要验证s_outputBuffer当中数据是否与之前各图层的设置的lut数据一致。

void DEMO_LCDIFV2_VerifyStore(void)
{
    uint32_t row, col;

    for (row = 0; row < DEMO_INPUT_IMG_HEIGHT; row++)
    {
        for (col = 0; col < DEMO_INPUT_IMG_WIDTH; col++)
        {
            if (s_outputBuffer[row][col] != DEMO_LAYER0_COLOR_ARGB)
            {
                PRINTF("Error at row %d col %d\r\n", row, col);
                while (1)
                    ;
            }
        }
    }

    for (; row < DEMO_INPUT_IMG_HEIGHT * 2; row++)
    {
        for (col = 0; col < DEMO_INPUT_IMG_WIDTH; col++)
        {
            if (s_outputBuffer[row][col] != DEMO_LAYER1_COLOR_ARGB)
            {
                PRINTF("Error at row %d col %d\r\n", row, col);
                while (1)
                    ;
            }
        }
    }

    for (; row < DEMO_INPUT_IMG_HEIGHT * 3; row++)
    {
        for (col = 0; col < DEMO_INPUT_IMG_WIDTH; col++)
        {
            if (s_outputBuffer[row][col] != DEMO_LAYER2_COLOR_ARGB)
            {
                PRINTF("Error at row %d col %d\r\n", row, col);
                while (1)
                    ;
            }
        }
    }

    for (; row < DEMO_INPUT_IMG_HEIGHT * 4; row++)
    {
        for (col = 0; col < DEMO_INPUT_IMG_WIDTH; col++)
        {
            if (s_outputBuffer[row][col] != DEMO_LAYER3_COLOR_ARGB)
            {
                PRINTF("Error at row %d col %d\r\n", row, col);
                while (1)
                    ;
            }
        }
    }
}

4. 总结

工程的实际运行效里如下所示，这是本人接触MIPI DSI相关的学习记录。