Rockchip_LCD开发文档v1.6.pdf-资料库

福州瑞芯微电子有限公司密级状态：绝密( ) 秘密( ) 内部( ) 公开( √ ) RockChip_LCD_开发文档（MID）文件状态：当前版本： V1.6 [ ] 正在修改作者： Yxj、lb，hhb [√] 正式发布完成日期： 2013-07-22 审核： XXX 完成日期： 201X-XX-XX 说明：该文档针对 RK30XX 、RK2928、 RK31XX 以后的 FB 以及 LCDC 驱动框架福州瑞芯微电子有限公司 Fuzhou Rockchips Semiconductor Co . , Ltd (版本所有,翻版必究)

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福州瑞芯微电子有限公司目录目录 ...................................................................................................................................................................... 2 1 LCD 硬件原理 ............................................................................................................................................... 3 2 LCD 驱动框架及实现 ................................................................................................................................... 8 2.1 FB 框架相关的代码 ................................................................................................................................. 8 2.2 LCDC 相关的代码 .................................................................................................................................. 8 2.3 LCD 屏幕配置相关代码 ........................................................................................................................ 9 2.4 LCD 电源相关的操作的配置以及板级配置 ....................................................................................... 13 2.5 MAKE MENUCONFIG 相关配置 ............................................................................................................... 21 附录： ................................................................................................................................................................ 24 1 LVDS 、EDP、MIPI 显示接口转换芯片及其驱动 ................................................................................. 24 2 MIPI 屏幕的使用 ......................................................................................................................................... 26 2.1 相关代码 ............................................................................................................................................... 26 2.2 内核配置 ............................................................................................................................................... 26 2.3 屏幕配置文件 ....................................................................................................................................... 26 3 快速判断 RGB 颜色是否有颠倒 ................................................................................................................ 29 4 利用 LUT 功能改善显示效果 .................................................................................................................... 32 5 基于 RK FB 驱动的应用开发 ....................................................................................................................... 33 5.1 概述 ....................................................................................................................................................... 33 5.2 相关系统调用： ................................................................................................................................... 33 5.3 相关系统调用的流程 ........................................................................................................................... 38 6 支持 BMP 格式的开机 LOGO ................................................................................................................... 39 2

福州瑞芯微电子有限公司 1 LCD 硬件原理 LCD 是 Liquid Crystal Display 的简称，即液晶显示器，依据驱动方式可分为静态驱动、简单矩阵驱动以及主动矩阵驱动 3 种。其中，简单矩阵型又可再细分扭转向列型（TN）和超扭转式向列型（STN）两种，而主动矩阵型则以薄膜式晶体管型（TFT）为主流。表（1）列出了 TN、STN 和 TFT 显示器的区别。类别 TN STN TFT 原理特性液晶分子，扭转 90 度扭转 180~270 度液晶分子，扭转 90 度黑白，单色，低对比黑白，彩色，低对比彩色，高对比动画显示否否是视角 30°以下 40°以下 80°以下面板尺寸 1~3 英寸 1~12 英寸 37 英寸表（1）TN、STN、TFT LCD 对比由表（1）可以看出，TFT LCD 比 TN 和 STN LCD 的显示质量更佳，由于制造工艺的原因，他的对比度高，反应速度快，能显示丰富的色彩。因此在当前的嵌入式市场中，大量使用的就是 TFT LCD。一块 LCD 屏显示图像不但需要 LCD 驱动器，还需要有相应的 LCD 控制器。通常 LCD 驱动器会以 COF/COG 的形式与 LCD 玻璃基板制作在一起，而 LCD 控制器（LCDC）则由外部电路来实现。许多 MCU 内部直接集成了 LCD 控制器，比如 RK 系列的 CPU，通过 LCD 控制器可以方便地控制 STN 和 TFT 屏。图（1）给出了 TFT 屏的典型时序。时序图中的 VCLK、HSYNC 和 VSYNC 分别为像素时钟信号（用于锁存图像数据的像素时钟）、行同步信号和帧同步信号，VDEN 为数据有效标志信号，VD 为图像的数据信号。 3

福州瑞芯微电子有限公司图（1）行场控制的 LCD 时序图上图的 VSYNC 是帧同步信号，每发出一个脉冲，都意味着新的一屏图像数据开始发送。HSYNC 是行同步信号，每发出一个脉冲都表明新的一行图像资料开始发送。在帧同步以及行同步的头尾都必须留有回扫时间。这样的时序安排起源于 CRT 显示器电子枪偏转所需要的时间，但后来成为实际上的工业标准，因此 TFT 屏也包含了回扫时间，虽然对于 TFT 来说，这是不需要的。图（2）给出了 LCD 控制器中应该设置的 TFT 屏的时序参数，其中的上边界(upper margin，vertical back porch)和下边界(low margin，vertical front porch)即为帧切换的回扫时间，左边界(left margin，horizontal back porch)和右边界(right margin ， horizontal front porch) 即为行切换的回扫时间，水平同步 (hsync ， horizontal pulse width)和垂直同步(vsync，vertical pulse width)分别是行和帧同步本身需要的时间。横向分辨率（xres，Horizontal valid data）和纵向分辨率（yres， vertical valid data），在我们的 MID 系统上，常用的 LCD 分辨率主要为 800*480、 4

福州瑞芯微电子有限公司 1024*600、1024*768、1280*800、1920*1200、2048*1536 等。 Vsync len Upper margin Left margin Xres 横向分辨率 Right margin Yres 纵向分辨率 Hsync Lower margin 图（2）LCD 中的时序参数图（3）是一个典型的 LCD 的 timing characteristics：图（3）timing characteristics 5

福州瑞芯微电子有限公司可以看到，此款 LCD 可以用 DE 和 SYNC 两种模式去驱动，我们常用的是 SYNC 模式，从软件上来说，DE 模式和 SYNC 模式是一样的，软件上不做区分。从表中我们可以得到如下参数： Left_margin = HBP（Horizontal Back Porch） = 16; Right_margin = HFP（Horizontal Front Porch） = 210; Hsync = HPW（Horizontal Pulse Width ）= 30; Xres = HVD(Horizontal Valid) = 800; Upper_margin = VBP（Vertical Back Porch） = 10; low_margin = VFP（Vertical Front Porch） = 22; Vsync = VPW（Vertical Pulse Width） = 13; Yres = VVD（Vertical Valid） = 480; 而且这些参数满足如下公式： Left_margin + right_margin + hsync + xres = horizontal period Upper_margin + low_margin + vsync + yres = vertical period 这些参数都要写入相应的 LCDC 寄存器里面。另外有些 DE 模式的屏幕，并没有直接告诉 HFP、HSYNC、HBP、VFP、VSYNC、 VBP 这些参数，而给的是 Horizontal blank time 和 Vertical blank time，这时我们只要保证如下关系即可： HFB + HSYNC + HBP = Horizontal blank time VFP + VSYNC + VBP = vertical blank time 在 LCD 驱动中，还有一个重要的参数----点时钟，即 dot clock，在 LCD 的 data sheet 里面一般是 MHZ，名称为 PCLK 或者 DCLK。例如，如果为 28.37516 MHz，那么画 1 个像素需要 35242 ps（皮秒）： 1/(28.37516E6 Hz) = 35.242E-9 s 如果屏幕的分辨率是 640×480，显示一行需要的时间是： 640*35.242E-9 s = 22.555E-6 s 每条扫描线是 640，但是水平回扫和水平同步也需要时间，假设水平回扫同步需要 272 个像素时钟，因此，画一条扫描线完整的时间是： (640+272)*35.242E-9 s = 32.141E-6 s 可以计算出水平扫描率大约是 31kHz： 1/(32.141E-6 s) = 31.113E3 Hz 完整的屏幕有 480 线，但是垂直回扫和垂直同步也需要时间，假设垂直回扫和垂直同步需要 49 个象素时钟，因此，画一个完整的屏幕的时间是： (480+49)*32.141E-6 s = 17.002E-3 s 可以计算出垂直扫描率大约是 59kHz： 1/(17.002E-3 s) = 58.815 Hz 这意味着屏幕数据每秒钟大约刷新 59 次。由此可以得到如下公式：刷新率 =dotclock/(（xres+left_margin+right_margin+hsync） *(yres+upper_margin+low_margin+vsync)) 在 linux frame buffer 子系统中，还有用到一个参数---像素时钟即 pixclock。 Pixclock = 1/dotclock 6

福州瑞芯微电子有限公司对于 LCDC 驱动来说，就是要根据屏幕的这些时序参数（DCLK、HSYNC、HBP、HVD、 HFP、VSYNC、VBP、VVD、VFP）送出符合要求的信号。这里需要说明的一点是，Android 的最高刷新频率为 60fps，所以我们最好保证 LCDC 的刷新频率也为 60fps，根据文档第一部分介绍的 LCDC 的刷新频率计算公式可以知道，LCDC 的刷新频率和 DCLK 成正比，和水平方向与垂直方向参数之和的乘积成反比。根据屏幕的 datasheet 我们可以看出，对于一款屏幕 H_VD/V_VD 对应屏幕的分辨率，值是固定的不能修改，BP、FP、PW 的值都有一个最大值和最小值的取值范围，所以当我们的 DCLK 分配不到想要的频率的时候，可以适当的调整 BP、FP、PW，是的 LCDC 的刷新率尽可能的接近 60FPS。 LCDC 的刷新率可以通过启动 log 查看：或者通过 fb 的 sys 节点查看： 7

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