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 %ldn", 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,