linux-2.6.32在mini2440開發板上移植(6)之W35型LCD驅動移植

編者注:本移植主要步驟還是按照手冊來,裏面講解了一些有用的基礎知識。但書冊上提供了集中屏幕的方案,我們這裏主要就用一種,也就是開發板自帶的W35型號。液晶驅動的源程序在src/drivers/video/目錄下,主要是s3c2410fb.c這幾個文件,詳細的講解可以參照《linux設備驅動開發詳解》一書。對於這裏的移植,一般是實現爲platform形式,所以,對platform_device這個結構體,把我準確一般就可以了。移植期間遇到的一個問題,一直沒搞通。移植好後,燒盡板子,發現沒正常運行。嘗試了整整一下午,也不行。難道把drives/video/下的哪個驅動給改了?differ一下,發現沒。match-mini2440.c這個文件有啥不對的?直接把自帶的沒問題的內核這個文件拷貝過來,發現也還不行。怎麼回事?難道改了別的什麼地方?用sourceinsight跟蹤了下,看了半天,也沒發現問題。手冊也沒說啥別的啊,。。。怎麼回事?????是不是配置不對,把人家的編譯好的沒問題的內核,兩個一起make menuconfig 對比下,發現與這個相關的都對應。。。暈了,後來直接把人家的.config放到我這個裏面,發現可以用了。那就是配置問題了,後來,我再次打開兩個終端,仔仔細細對比這兩個配置,改成儘可能和人家一樣的,最後還是不行。有哪位仁兄要知道是哪個關鍵選項沒選上的話告訴我下啊,謝謝哈。至少現在能用了,這個先放下。


1 LCD 驅動基礎知識
         Linux-2.6.32.2 內核已經支持S3C2440 的LCD 控制器驅動,但在此我們先介紹一下關於2440 LCD 控制器以及驅動相關的LCD 的一些基礎知識。注意:在此我們只討論TFT LCD,也就是真彩屏。LCD 驅動中最關鍵的就是時鐘頻率(Clock frequency)的設置,時鐘頻率設置不對,LCD的顯示就會閃,或者根本沒有顯示。一般LCD 的Datasheet 上會寫有一個推薦的頻率,比如mini2440 所用的統寶3.5”LCD,見數據手冊第13 頁的一個表格:
可以看到,這裏推薦的時鐘頻率是6.39MHz,近似於6.4MHz,範圍,是5M-6.85MHz。S3C2440 之LCD 控制器與此相關的設置爲CLKVAL,通過設置它,就可以在LCD 接口的VCLK引腳上產生LCD 所需要的時鐘頻率,那麼CLKVAL 和VCLK 有何種關係呢?在2440 手冊(411頁)中,有這樣一段描述:
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
接下來,手冊中提供了它們的數學關係公式:

VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2]
因此可以得出:
VCLK = HCLK / ((CLKVAL+1)*2)
那麼HCLK 是多少呢?我們的開發板運行於400Mhz,這個可以在bootloader 的源代
碼頭文件中看到,
可見,FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8,因此得出HCLK=100Mhz,再根據上述公式得出
CLKVAL 應爲:
CLKVAL=HCLK/(VCLK*2) -1
CLKVAL = 100000000 / (6400000 * 2) - 1 = 6.8
選擇最接近的整數值7,並把它寫入LCDCON1:17-8(注意:我們實際使用的數值是8),
由此產生的VCLK 頻率實測爲5.63Mhz 左右,它也是在5-6.85Mhz 之間的數值。

2 新內核中的pixclock 參數
     在以前較老的Linux 內核中,對於LCD 寄存器的設置都是這樣直接填寫CLKVAL 的,但Linux-2.6.32.2 內核卻不再使用這樣簡單直觀的方式,而是通過一個稱爲“pixclock”的參進行調節,它的計算變的複雜和難以理解,我們不清楚Linux 內核中關於2440 部分的移植爲何改變成這樣的方式,這有可能是爲了和X86 體系中的設置保持一致的風格,下面我們根據實際的代碼進行一些推導和說明,但推導結果和我們的實際設置是並不一致的,會有一些誤差。提示:我們實際提供的pixclock 參數並不是按照以下的方式推導計算出的,而是先確定好CLKVAL 的數值,再反覆嘗試、猜測得到的。在Framebuffer 驅動(linux-2.6.32.2/ drivers/video/s3c2410fb.c)中有這樣一個函數:
clkdiv = DIV_ROUND_UP(s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock), 2);這裏的clkdiv 就是我們上面提到的CLKVAL,而DIV_ROUND_UP 是一個宏定義,它位於include/linux/kernel.h 文件中:
#define DIV_ROUND_UP(n,d) (((n) + (d) - 1) / (d))
這其實是一個數學概念:向上取整。下面是關於“向上取整”的一段說明:
對於除數爲“2”的本算法而言,我們可以簡單的理解爲“(n/2)+0.5”所對應的整數值,此這裏不可能避免的就出現了誤差,也就是說n 的數值是有一定範圍的,這裏的n 就是“s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock)”,因此上面的公式可以改寫爲:
clkdiv= s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock)/2 + 0.5
而s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock) 這個函數在linux-2.6.32.2/
drivers/video/s3c2410fb.c 中是這樣定義的:
/* 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
*/
;這裏計算出本函數的結果
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 %ld\n", pixclk, (long)div);
return div;
}
因此得出:
clkdiv=clk*pixclk/(10^12)/2 + 0.5
根據實際打印結果驗證,此處的clk 其實就是HCLK。
而根據static void s3c2410fb_activate_var(struct fb_info *info)函數中的描述,會得出
這樣一個關係:
CLKVAL=clkdiv-1
再結合從2440 芯片手冊得到的公式CLKVAL=HCLK/(VCLK*2) -1,因此可以得出大
致這樣的結果(“大致”可以理解爲一定的誤差範圍):
Pixclk=(HCLK-VLCK)x10^12/HCLK*VCLK
以我們所用的統寶屏爲例:
HCLK=100Mhz=100,000,000Hz
VLCK=6.4Mhz=6400,000Hz
因此計算出:pixclk =146250,單位是ps(picoseconds),這和我們實際設置的數值170000
是有一定誤差的。
另外, 在Linux 內核文檔中, 還有另外一種計算pixclock 的方式, 見
linux/Documentation/fb/framebuffer.txt,在此我們就不再詳細介紹了,感興趣的可以自己看下,
或者到網上查下相關資料。
如果你對這些參數比較“暈”,我們建議你按照我們已經移植驗證好的參數進行設置,

下面是具體的參考步驟。
3 在內核中添加各種LCD 類型的支持
打開arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c,先刪除之前的LCD 設備平臺代碼,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 = 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 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
.lpcsel = ((0xCE6) & ~7) | 1<<4,

/* LCD driver info */
;NEC 3.5”LCD 的配置和參數設置
#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
;夏普8”LCD 的配置和參數設置
#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_TFT640480)
#define LCD_WIDTH 640
#define LCD_HEIGHT 480
#define LCD_PIXCLOCK 80000
#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
;統寶3.5”LCD 的配置和參數設置
#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_T240320)
#define LCD_WIDTH 240
#define LCD_HEIGHT 320
#define LCD_PIXCLOCK 146250//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
;羣創7”LCD 的配置和參數設置
#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_TFT800480)
#define LCD_WIDTH 800
#define LCD_HEIGHT 480
#define LCD_PIXCLOCK 11463//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
;LCD2VGA(分辨率爲1024x768)模塊的配置和參數設置
#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,
.xres = LCD_WIDTH,
.yres = LCD_HEIGHT,
.bpp = 16,
.left_margin = LCD_LEFT_MARGIN + 1,
.right_margin = LCD_RIGHT_MARGIN + 1,
.hsync_len = LCD_HSYNC_LEN + 1,
.upper_margin = LCD_UPPER_MARGIN + 1,
.lower_margin = LCD_LOWER_MARGIN + 1,
.vsync_len = LCD_VSYNC_LEN + 1,
};
static struct s3c2410fb_mach_info mini2440_fb_info __initdata = {
.displays = &mini2440_lcd_cfg,
.num_displays = 1,
.default_display = 0,
.gpccon = 0xaa955699,
.gpccon_mask = 0xffc003cc,
.gpcup = 0x0000ffff,

.gpcup_mask = 0xffffffff,
.gpdcon = 0xaa95aaa1,
.gpdcon_mask = 0xffc0fff0,
.gpdup = 0x0000faff,
.gpdup_mask = 0xffffffff,
.lpcsel = 0xf82,
};
#endif

config FB_S3C2410_DEBUG
bool "S3C2410 lcd debug messages"
depends on FB_S3C2410
help
Turn on debugging messages. Note that you can set/unset at run time
through sysfs
choice
prompt "LCD select"
depends on FB_S3C2410
help
S3C24x0 LCD size select
config FB_S3C2410_T240320
boolean "3.5 inch 240X320 Toppoly LCD"
depends on FB_S3C2410
help
3.5 inch 240X320 Toppoly LCD
config FB_S3C2410_N240320
boolean "3.5 inch 240X320 NEC LCD"
depends on FB_S3C2410
help
3.5 inch 240x320 NEC LCD
config FB_S3C2410_TFT640480

boolean "8 inch 640X480 L80 LCD"
depends on FB_S3C2410
help
8 inch 640X480 LCD
config FB_S3C2410_TFT800480
boolean "7 inch 800x480 TFT LCD"
depends on FB_S3C2410
help
7 inch 800x480 TFT LCD
config FB_S3C2410_VGA1024768
boolean "VGA 1024x768"
depends on FB_S3C2410
help
VGA 1024x768
endchoice
config BACKLIGHT_MINI2440
tristate "Backlight support for mini2440 from FriendlyARM"
depends on MACH_MINI2440 && FB_S3C2410
help
backlight driver for MINI2440 from FriendlyARM
config FB_SM501
tristate "Silicon Motion SM501 framebuffer support"
depends on FB && MFD_SM501
select FB_CFB_FILLRECT
select FB_CFB_COPYAREA
select FB_CFB_IMAGEBLIT

這樣,我們就完成了LCD 驅動的移植,如果你需要加入其他型號的LCD 驅動,也可以參照上面的方式複製即可,一般小尺寸的pixclock 參數可以參考統寶3.5”的,超過640x480分辨率的參數可以參考8”LCD 的,特別要注意你使用的LCD 的長寬也要修改。
4 配置內核並下載到開發板,現在,我們在命令行輸入:make menuconfig 進入內核配置,依次按下面的子菜單項選
擇:
按空格或者回車鍵選擇我們需要的LCD 型號,然後退出保存內核配置。
在命令行執行:
#make zImage
將會生成arch/arm/boot/zImage,把它燒寫到開發板中,就可以看到一個小企鵝出現在屏幕上了.

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