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一、實(shí)驗(yàn)原理

上一章已經(jīng)解釋的很清楚了，如何將所要運(yùn)行的user_bin程序定位到DRAM中，這一章要進(jìn)行重定位到DRAM后運(yùn)行LCD程序，實(shí)際上一章中BL2中程序可以不用改動(dòng)，直接重寫我們的USER目錄下的程序即可，將USER目錄下的LED燈閃爍程序用LCD程序替換就行，最后編譯出的程序名字也叫user_bin.bin即可，這樣也可以用上一章中的fast_fuse.sh進(jìn)行燒寫到SD卡運(yùn)行。

1、LCD控制器

Exynos4412的LCD控制器可以通過編程支持不同LCD屏的要求，例如行和列像素?cái)?shù)，數(shù)據(jù)總線寬度，接口時(shí)序和刷新頻率等。LCD控制器的主要作用，是將定位在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的顯示緩沖區(qū)中的LCD圖像數(shù)據(jù)傳送到外部LCD驅(qū)動(dòng)器，并產(chǎn)生必要的控制信號(hào)，例如RGB_VSYNC,RGB_HSYNC, RGB_VCLK等。

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圖8-1、Exynos4412 LCD控制器框圖

(下面的部分來自網(wǎng)絡(luò)翻譯，規(guī)格書中的描述)

如上圖8-1所示，在Exynos4412規(guī)格書中截圖，LCD控制器的構(gòu)成主要由VSFR,VDMA,VPRCS , VTIME和視頻時(shí)鐘產(chǎn)生器幾個(gè)模塊組成：

(1)、VSFR由121個(gè)可編程控制器組，一套gammaLUT寄存器組(包括64個(gè)寄存器)，一套i80命令寄存器組(包括12個(gè)寄存器)和5塊256*32調(diào)色板存儲(chǔ)器組成，主要用于對(duì)lcd控制器進(jìn)行配置。

(2)、VDMA是LCD專用的DMA傳輸通道，可以自動(dòng)從系統(tǒng)總線上獲取視頻數(shù)據(jù)傳送到VPRCS，無需CPU干涉。

(3)、VPRCS收到數(shù)據(jù)后組成特定的格式(如16bpp或24bpp)，然后通過數(shù)據(jù)接口(RGB_VD, VEN_VD, V656_VD or SYS_VD)傳送到外部LCD屏上。

(4)、VTIME模塊由可編程邏輯組成，負(fù)責(zé)不同lcd驅(qū)動(dòng)器的接口時(shí)序控制需求。VTIME模塊產(chǎn)生?RGB_VSYNC, RGB_HSYNC, RGB_VCLK, RGB_VDEN,VEN_VSYNC等信號(hào)。

Exynos4412的LCD主要特性：

(1)、支持4種接口類型：RGB/i80/ITU601(656)/YTU444

(2)、支持單色、4級(jí)灰度、16級(jí)灰度、256色的調(diào)色板顯示模式

(3)、支持64K和16M色非調(diào)色板顯示模式

(4)、支持多種規(guī)格和分辨率的LCD

(5)、虛擬屏幕最大可達(dá)16MB

(6)、5個(gè)256*32位調(diào)色板內(nèi)存

(7)、支持透明疊加

2、接口信號(hào)

LCD的FIMD顯示控制器全部信號(hào)定義如下表8-1所示

表8-1、LCD接口信號(hào)表

Signal	I/O	Description	LCD Type
LCD_HSYNC	O	水平同步信號(hào)	RGB I/F
LCD_VSYNC	O	垂直同步信號(hào)
LCD_VDEN	O	數(shù)據(jù)使能
LCD_VCLK	O	視頻時(shí)鐘
LCD_VD[23:0]	O	LCD像素?cái)?shù)據(jù)輸出
SYS_OE	O	輸出使能
VSYNC_LDI	O	Indirect i80接口，垂直同步信號(hào)	i80 I/F
SYS_CS0	O	Indirect i80接口，片選LCD0
SYS_CS1	O	Indirect i80接口，片選LCD1
SYS_RS	O	Indirect i80接口，寄存器選擇信號(hào)
SYS_WE	O	Indirect i80接口，寫使能信號(hào)
SYS_VD[23:0]	IO	Indirect i80接口，視頻數(shù)據(jù)輸入輸出
SYS_OE	O	Indirect i80接口，輸出使能信號(hào)
VEN_HSYNC	O	601接口水平同步信號(hào)	ITU 601/656 I/F
VEN_VSYNC	O	601接口垂直同步信號(hào)
VEN_HREF	O	601接口數(shù)據(jù)使能
V601_CLK	O	601接口數(shù)據(jù)時(shí)鐘
VEN_DATA[7:0]	O	601接口YUV422格式數(shù)據(jù)輸出
V656_DATA[7:0]	O	656接口YUV422格式數(shù)據(jù)輸出
V656_CLK	O	656接口數(shù)據(jù)時(shí)鐘
VEN_FIELD	O	601接口域信號(hào)

其中主要的RGB接口信號(hào)：

(1)、LCD_HSYNC:行同步信號(hào)，表示一行數(shù)據(jù)的開始，LCD控制器在整個(gè)水平線(整行)數(shù)據(jù)移入LCD驅(qū)動(dòng)器后，插入一個(gè)LCD_HSYNC信號(hào)；

(2)、LCD_VSYNC:?幀同步信號(hào)，表示一幀數(shù)據(jù)的開始，LCD控制器在一個(gè)完整幀顯示完成后立即插入一個(gè)LCD_VSYNC信號(hào)，開始新一幀的顯示；VSYNC信號(hào)出現(xiàn)的頻率表示一秒鐘內(nèi)能顯示多少幀圖像，稱為“顯示器的頻率”

(3)、LCD_VCLK：像素時(shí)鐘信號(hào)，表示正在傳輸一個(gè)像素的數(shù)據(jù)；

(4)、LCD_VDEN:數(shù)據(jù)使能信號(hào)；

(5)、?LCD_VD[23:0]:?LCD像素?cái)?shù)據(jù)輸出端口

3、RGB信號(hào)的時(shí)序

如下圖8-2是LCD的RGB接口工作時(shí)序圖，圖中各時(shí)鐘延時(shí)參數(shù)的含義如下，這些配置可以在所使用的LCD規(guī)格書中查取：

(1)、相關(guān)參數(shù)說明

VBPD(vertical back porch)：表示在一幀圖像開始時(shí)，垂直同步信號(hào)以后的無效的行數(shù)。

VFBD(vertical front porch)：表示在一幀圖像結(jié)束后，垂直同步信號(hào)以前的無效的行數(shù)。VSPW(vertical sync pulse width)：表示垂直同步脈沖的寬度，用行數(shù)計(jì)算。

HBPD(horizontal back porch)：表示從水平同步信號(hào)開始到一行的有效數(shù)據(jù)開始之間的VCLK的個(gè)數(shù)。

HFPD(horizontal front porth)：表示一行的有效數(shù)據(jù)結(jié)束到下一個(gè)水平同步信號(hào)開始之間的VCLK的個(gè)數(shù)。

HSPW(horizontal sync pulse width)：表示水平同步信號(hào)的寬度，用VCLK計(jì)算。

(2)、幀的傳輸過程

VSYNC信號(hào)有效時(shí)，表示一幀數(shù)據(jù)的開始，信號(hào)寬度為(VSPW +1)個(gè)HSYNC信號(hào)周期，即(VSPW +1)個(gè)無效行；

VSYNC信號(hào)脈沖之后，總共還要經(jīng)過(VBPD+ 1)個(gè)HSYNC信號(hào)周期，有效的行數(shù)據(jù)才出現(xiàn)；?所以，在VSYNC信號(hào)有效之后，還要經(jīng)過(VSPW +1? + VBPD + 1)個(gè)無效的行；

隨即發(fā)出(LINEVAL+ 1)行的有效數(shù)據(jù)；

最后是(VFPD + 1)個(gè)無效的行。

(3)、行中像素?cái)?shù)據(jù)的傳輸過程

HSYNC信號(hào)有效時(shí)，表示一行數(shù)據(jù)的開始，信號(hào)寬度為(HSPW+ 1)個(gè)VCLK信號(hào)周期，即(HSPW +1)個(gè)無效像素；

HSYNC信號(hào)脈沖之后，還要經(jīng)過(HBPD +1)個(gè)VCLK信號(hào)周期，有效的像素?cái)?shù)據(jù)才出現(xiàn)；

隨后發(fā)出(HOZVAL+1)個(gè)像素的有效數(shù)據(jù)；

最后是(HFPD +1)個(gè)無效的像素。

(4)、將VSYNC、HSYNC、VCLK等信號(hào)的時(shí)間參數(shù)設(shè)置好之后，并將幀內(nèi)存的地址告訴LCD控制器，它即可自動(dòng)地發(fā)起DMA傳輸從幀內(nèi)存中得到圖像數(shù)據(jù)，最終在上述信號(hào)的控制下RGB數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線VD[23:0]上。用戶只需要把要顯示的圖像數(shù)據(jù)寫入幀內(nèi)存中。

其實(shí)現(xiàn)實(shí)的圖像有像素點(diǎn)組成行、行組成場(chǎng)、場(chǎng)組成動(dòng)畫、動(dòng)畫疊加也就是3D的出現(xiàn)，也就是我們所說的“點(diǎn)動(dòng)成線、線動(dòng)成面、面動(dòng)成體”。

圖8-2、LCD的RGB工作時(shí)序圖

4、LCD的硬件接口

圖8-3、LCD的部分硬件電路圖

5、16M(24BPP)色的顯示模式

由于我的Tiny4412所用屏幕是S07，是24bit(A888)顯示模式，即用24位的數(shù)據(jù)來表示一個(gè)像素的顏色，每種顏色使用8位。?LCD控制器從內(nèi)存中獲得某個(gè)像素的24為顏色值后，直接通過VD[23:0]數(shù)據(jù)線發(fā)送給LCD；在內(nèi)存中，使用4個(gè)字節(jié)(32位)來表示一個(gè)像素，其中的3個(gè)字節(jié)從高到低分別表示紅、綠、藍(lán)，剩余的1個(gè)字節(jié)無效；

以上內(nèi)容是我從以前調(diào)試uboot中LCD顯示查閱到的資料整合，其主要來自于網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上還有各種介紹LCD的相交資料，有興趣的朋友可以自己深究，也可以參考我即將整理的UBOOT相關(guān)文檔。

二、程序說明

下面對(duì)程序進(jìn)行簡(jiǎn)要說明，這時(shí)我只對(duì)USER目錄下的程序?qū)崿F(xiàn)過程進(jìn)行必要說明，其他相關(guān)細(xì)節(jié)，請(qǐng)自行對(duì)照手冊(cè)來分析程序，這一章的程序我也進(jìn)行必要的注釋，

首先來看一下Makefile和sdram.lds start.S幾個(gè)文件

1、USER/Makefile sdram.lds start.S

上面三個(gè)程序的說明請(qǐng)參考上一章，其主要作用就是將user_bin.bin中的而start.s鏈接地址設(shè)置為0X43E00000讓程序重定們DRAM中時(shí)，就執(zhí)行這個(gè)程序，而start.s唯一做的事就是跳轉(zhuǎn)到main.c中的main函數(shù)執(zhí)行。

2、USER/main.c

Mian函數(shù)很清楚，一開始調(diào)用lcd_init();然后調(diào)用lcd_clear_screen(0x000000)清屏，接著畫一個(gè)十字，再畫了幾條水平線和一條垂直線，最后讓LDE燈一直閃爍。

3、USER/LCD.C

首先需要說明的一點(diǎn)時(shí)，這個(gè)程序我參考了網(wǎng)上很多人關(guān)于S5PV210的寫法，但或多或少總存在一些問題，最后在FriendlyARM的BBS的論壇上一個(gè)ID號(hào)為“趙遠(yuǎn)遠(yuǎn)”提供的lcd_chinese_char程序，這個(gè)程序初始化流程可以很好的工作。所以，這個(gè)程序里的初始化部分主要取自于此！

lcd_init()

3.1、寄存器設(shè)置方法

如下面兩句話所示：

#define LCDBLK_CFG (*(volatile unsigned int *)0x10010210)

LCDBLK_CFG = a;

語句中0x10010210是寄存器LCDBLK_CFG的地址，(volatileunsigned int *)0x10010210是將此0x10010210值強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成一個(gè)指向unsigned int的指針，volatile作用是防止編譯器優(yōu)化，再在外面加一個(gè)*就是取0x10010210地址處的值了，所以用LCDBLK_CFG就可改寫0x10010210處的數(shù)據(jù)，

下面來按著LCD的初始化順序進(jìn)行說明。

3.2、定義IO引腳功能為RGB接口。

由上圖8-3所示，所用的GPIO口分別是GPIO的F口的0/1/2/3四組，查看手冊(cè)可知要想將其設(shè)置為L(zhǎng)CD的RGB接口，只需要將其設(shè)置為2即可。同時(shí)將其IO口設(shè)置成為內(nèi)部上拉，且將其驅(qū)動(dòng)能力設(shè)置為最強(qiáng)代碼如下：

GPF0CON = 0x22222222;????????????????????????????????????

GPF1CON = 0x22222222;

GPF2CON = 0x22222222;

GPF3CON = 0x00222222;

// Set pull-up,down disable

GPF0PUD = 0x0000FFFF;

GPF1PUD = 0x0000FFFF;

GPF2PUD = 0x0000FFFF;

GPF3PUD = 0x00000FFF;

//MAX drive strength---------//

GPF0DRV = 0x0000FFFF;

GPF1DRV = 0x0000FFFF;

GPF2DRV = 0x0000FFFF;

GPF3DRV = 0x00000FFF;

3.3、接著設(shè)置LCD相關(guān)時(shí)鐘寄存器

這一步主要設(shè)置選擇LCD時(shí)鐘輸入源為MPLL，且不對(duì)其進(jìn)行分頻，同時(shí)設(shè)置LCDBLK_CFG使其使用FIMD接口，且設(shè)置LCDBLK_CFG2使其PWM輸出使能，其實(shí)，LCDBLK_CFG2可以不用設(shè)置。

3.4、清除Fram Buffer處的數(shù)據(jù)

這里調(diào)用一個(gè)Memset()函數(shù)，對(duì)地址0x54000000處，0X200000大小的DRAM進(jìn)行初始化為統(tǒng)一值，一開始我設(shè)置為，后來為了調(diào)試，我將其設(shè)置為0xff00，即可以顯示為綠色。

3.5、設(shè)置VIDCONx,設(shè)置接口類型，時(shí)鐘分頻，極性以及使能LCD控制器等

A、VIDCON0參考數(shù)據(jù)手冊(cè)，這一個(gè)寄存器主要設(shè)置接口類型和時(shí)鐘分頻，這里僅僅設(shè)置了其時(shí)鐘分頻值。參考S07的手冊(cè)，找到時(shí)像素時(shí)鐘。由于我們的MPLL為800MHZ，所以這里設(shè)置值，根據(jù)手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算，要得到33.3MHZ左右的像素時(shí)鐘，所以寄存器第6~13bit設(shè)置為23.其他都保持為0即可。

代碼如下：

VIDCON0 = (23 << 6);

此代碼中也給出了如下代碼風(fēng)格的寫法，后面很多寄存器配置我也均寫好相類似風(fēng)格的代碼，但我要遺憾的說一聲，這種風(fēng)格的寫法且總不能執(zhí)行成功，LCD像是初始化成功，但且不能將圖形給畫出，這在此比對(duì)代碼比對(duì)了很久，也沒有找出原由來，所以這里代碼中可運(yùn)行的部分是受高手唾棄的一種寫作風(fēng)格，同時(shí)也給出了另一種寫作風(fēng)格的代碼，希望細(xì)心的網(wǎng)友能發(fā)現(xiàn)其中那里我設(shè)置有差別，而讓后一種風(fēng)格的代碼能正常運(yùn)行。

// #define EXYNOS_VIDCON0_CLKVAL_F(x)?????????????????????? (((x) & 0xff) << 6)

//VIDCON0 =?EXYNOS_VIDCON0_CLKVAL_F(23);??//not use this method ,it does not work???

B、VIDCON1主要設(shè)置像表時(shí)鐘信號(hào)一直存在，且高電平有效，而IHSYNC=1，極性反轉(zhuǎn)IVSYNC=1，極性反轉(zhuǎn)，這是由于S07的時(shí)序圖中VSYNC和HSYNC都是低脈沖有效，而Exynos4412芯片手冊(cè)時(shí)序圖，如上圖8-2所示：VSYNC和HSYNC都是高脈沖有效，所以需要反轉(zhuǎn)。

C、VIDTCONx用來設(shè)置時(shí)序和長(zhǎng)寬等參數(shù)，這里就主要設(shè)置VBPD(vertical back porch)、 VFBD(vertical frontporch)、VSPW(vertical sync pulse width)、HBPD(horizontal backporch)、 HFPD(horizontal sync pulse width)等參數(shù)，參數(shù)的意義前面已有簡(jiǎn)要說明，這里簡(jiǎn)單用圖片的方式說明如何取值。

如下圖8.4所示是VIDTCON0取值過程，VIDTCON0設(shè)置幀同步時(shí)序。

圖8-4、VIDTCON0寄存器取值參考圖

VBPDE與RGB接口無關(guān)，不用關(guān)心，所以其代碼設(shè)置如下：

VIDTCON0 = (22 << 16) | (21 << 8) | (0);

如下圖8.5所示是VIDTCON1取值過程，VIDTCON1設(shè)置像素同步時(shí)序。

圖8-5、VIDTCON1寄存器取值參考圖

VFPDE與RGB接口無關(guān)，不用關(guān)心，所以其代碼設(shè)置如下：

VIDTCON1 = (45 << 16) | (209 << 8) | (0);

如下圖8-6所示，為寄存器VIDTCON2設(shè)置取值要點(diǎn)：

圖8-6、VIDTCON2寄存器取值參考圖

VIDTCON2 = (479 << 11) | 799;

D、設(shè)置WINCON0寄存器，即設(shè)置數(shù)據(jù)格式。

Exynos4412的LCD控制器有overlay功能，它支持5個(gè)window。這里只使用window0，設(shè)置其代碼RGB模式為24bit(A888)且使能window0，其相關(guān)的代碼設(shè)置如下：

WINCON0 = (11 << 2) | 1;

E、設(shè)置VID0SD0A/B/C，即設(shè)置Window0的坐標(biāo)系。

相關(guān)代碼如下：

VIDOSD0A = 0;

VIDOSD0B = (799 << 11) | 479;

VIDOSD0C = 480 * 800;

F、配置VIDW00ADD0B0和VIDW00ADD1B0，設(shè)置framebuffer的地址；

相關(guān)代碼如下：

VIDW00ADD0B0 = LCD_VIDEO_ADDR;

VIDW00ADD1B0 = LCD_VIDEO_ADDR + VIDOSD0C * 4;

G、配置SHADOWCON和WINCHMAP2、選擇使能DMA通道0。由于我們使用的是Window0，所以需要使能DMA通道0；

相關(guān)代碼如下：

SHADOWCON |= 1;

WINCHMAP2 &= ~(7 << 16);

WINCHMAP2 |= 1 << 16;

WINCHMAP2 &= ~7;

WINCHMAP2 |= 1;

H、最后設(shè)置VIDCON0低兩位使能LCD，代碼如下：

VIDCON0?|= 3;

我們不需要使用很強(qiáng)大的功能，所有只需設(shè)置這幾個(gè)寄存器即可。

lcd_draw_pixel()

經(jīng)過lcd_init()初始化LCD控制器之后，我們就可以在LCD上描繪圖形了，代碼里的所有繪制圖形的函數(shù)都是基于lcd_draw_pixel()這個(gè)函數(shù)，它的作用是在LCD上描繪一個(gè)點(diǎn)，通過描繪一個(gè)個(gè)的點(diǎn)最終會(huì)可以組成圖形了。在LCD上描點(diǎn)的本質(zhì)就是往Frame Buffer中寫入顏色值而已。LCD控制器自己會(huì)去讀所定義的Frame Buffer內(nèi)存位置處讀取數(shù)據(jù)，然后輸出到LCD。

lcd_draw_pixel()這個(gè)函數(shù)以及后面幾個(gè)畫水平線、垂直線和十字的函數(shù)我完成COPY了《Linux平臺(tái)下Mini210S裸機(jī)程序開發(fā)指南》里的代碼，下面我們僅僅COPY說明一下此函數(shù)，其代碼如下：

void lcd_draw_pixel(int row, int col, intcolor)

{

unsigned long * pixel = (unsigned long *)LCD_VIDEO_ADDR;

*(pixel + row * COL + col) = color;

}

其中LCD_VIDEO_ADDR = 0x54000000，即framebuffer的基地址，這個(gè)值只要是DRAM中，一塊可分配16M大小的DRAM的一個(gè)地址即可。row和col用來決定偏移，color是顏色值，只要在framebuffer中對(duì)應(yīng)的地址處寫入顏色值就可以在LCD上描繪出該點(diǎn)。

后面其他函數(shù)很簡(jiǎn)單，這里就不費(fèi)時(shí)間做過多說明。

三、完整的燒寫過程

已將SD卡插入電腦，假設(shè)linux識(shí)別了SD卡，其識(shí)別號(hào)為sdb。執(zhí)行下面命令：

# chmod 777 –R 7_sdram_LCD

# cd 7_sdram_LCD

# make

# ./ fast_fuse /dev/sdb

四、上電實(shí)驗(yàn)

將sd卡插入Tiny4412中，選擇sd卡啟動(dòng)，和電腦能過串口0連接好，打開一個(gè)串口調(diào)試助手，然后上電，可以看到以下現(xiàn)象：

串口助手中會(huì)顯示一些信息，LCD初始化完成后，LCD屏幕首先會(huì)顯示一整幅的綠色背景。 一兩秒鐘后，會(huì)顯示Mian()函數(shù)中所畫的幾條橫線和一條豎線以及一個(gè)十字，板上的LED燈會(huì)一直閃爍。

前面說過，這一章中留有一點(diǎn)問題，就是兩種寫法，同樣的設(shè)置，為什么第二種代碼風(fēng)格卻不能運(yùn)行，我自己用人眼對(duì)比了好多次，也沒有發(fā)現(xiàn)代碼那里有問題，沒辦法人眼排查，只能試著將串口重新初始化，然后打印出相關(guān)信息，找出原因吧。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的tiny4412 裸机程序 八、重定位到DRAM及LCD实验【转】的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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