LCD-TFT（Liquid Crystal Display-Thin Film Transistor）显示控制器提供 24 位并行数字 RGB（Red, Green, Blue）信号，并通过 VO 接口输出所有信号，可直接通过 MIPI Display Serial Interface 连接多种 LCD 和 TFT 面板。

介绍

Realtek LCDC 驱动遵循 Linux 的 DRM Framework 架构。Linux Direct Rendering Manager（DRM）层包含支持复杂图形设备需求的代码。内核中的图形驱动可利用 DRM 函数简化内存管理、中断处理和 DMA 等任务，并为应用程序提供统一接口。

LCDC 驱动主要由两部分组成：

  • LCDC 驱动 - 处理液晶显示控制器，向控制器发送指令。

  • MIPI-DSI 驱动 - 处理 MIPI-DSI 设备，向设备发送指令并接收响应。

架构

LCDC 使用 DRM（Direct Rendering Manager）框架驱动设备。LCDC 软件架构如下图所示：

../../rst_linux/8_lcdc/figures/lcdc_drm_software_arch.svg

备注

LCDC 包含两个部分：LCDC 和 MIPI-DSI。DRM 驱动这两部分。

关于 Linux DRM 系统的详细信息，请参考 DRM internal v5.4 或 DRM internal v6.6 。

实现

Realtek DRM 驱动的实现位于以下目录：

驱动位置

介绍

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_drm_drv.c

Realtek LCDC驱动函数

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_drm_drv.h

Realtek LCDC驱动相关函数声明、宏定义、结构体定义及其他引用头文件

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_drm_obj.c

Realtek LCDC驱动函数

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_drm_dsi.c

Realtek MIPI-DSI驱动函数

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_drm_dsi.h

Realtek MIPI-DSI驱动相关函数声明、宏定义、结构体定义及其他引用头文件

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_drm_util.c

Realtek DRM驱动通用函数

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_drm_util.h

Realtek DRM驱动通用相关函数声明、宏定义、结构体定义及其他引用头文件

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_lcdc.c

Realtek LCDC硬件函数

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_lcdc.h

Realtek LCDC硬件相关函数声明、宏定义、结构体定义及其他引用头文件

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_mipi.c

Realtek MIPI_DSI硬件函数

<linux>/drivers/rtkdrivers/drm/ameba_mipi.h

Realtek MIPI_DSI硬件相关函数声明、宏定义、结构体定义及其他引用头文件

配置

设备树配置

LCDC 设备树包含两部分：LCDC 和 MIPI-DSI。主设备树文件位于 <dts>/rtl8730e-drm.dtsi：

drm:drm@0x400D8000 {
   compatible = "realtek,ameba-drm";
   reg = <0x400D8000 0xE0>;
   interrupts = <GIC_SPI 33 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
   clocks = <&rcc RTK_CKE_LCDCMIPI>;
   memory-region = <&mem_drm_reserved>;
   port {
      #address-cells = <1>;
      #size-cells = <0>;
      dsi_out: endpoint@0 {
         reg = <0>;
         remote-endpoint = <&dsi_in>;
      };
      panel_out: endpoint@1 {
         reg = <1>;
         remote-endpoint = <&panel_in>;
      };
   };
};
dsi: dsi@0x400EA000 {
   compatible = "realtek,ameba-dsi";
   reg = <0x400EA000 0xC10>,
   <0x4200825C 0x04>;
   interrupts = <GIC_SPI 70 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
   clocks = <&rcc RTK_CKE_HPERI>;
   rtk,lcdc-vo-clock = <&rcc>;
   status = "disabled";
   // 0 for input port
   port {
      #address-cells = <1>;
      #size-cells = <0>;
      dsi_in: endpoint@0 {
         reg = <0>;
         remote-endpoint = <&dsi_out>;
      };
   };
};

<dts>/rtl8730e-pinctrl.dtsi

drm_disable_swd_pins:drm_swd@0 {
   pins {
      pinmux = <REALTEK_PINMUX('A',14, GPIO)>;
      bias-disable;
      swd-disable;
   };
};

LCDC 需要 CMA（Contiguous Memory Allocation）支持，根据不同的开发板需在设备树中修改保留内存：

reserved-memory {
   #address-cells = <1>;
   #size-cells = <1>;
   ranges;
   /*reserver 32M mem for drm graphics , from 0x61000000 to 0x63000000*/
   mem_drm_reserved: drm_buffer@0x61000000 {
      compatible = "shared-dma-pool";
      no-map;
      reg = <0x61000000 0x2000000>;
   };
};

LCDC 基础配置不建议修改：

  • 驱动与设备匹配标识：compatible。

  • LCDC 设备寄存器： 0x400D8000。MIPI_DSI 设备寄存器： 0x400EA000

  • LCDCMIPI 时钟： <&rcc RTK_CKE_LCDCMIPI >

  • LCDC 中断：中断编号 33； MIPI_DSI 中断：中断编号 70。

LCDC 的引脚分配列在下面的表格中。

端口名

pinctrl 设备树配置

PA4

<&drm_disable_swd_pins>

LCDC 只有一个引脚复用，因此只定义了一个引脚。PA13 和 PA14 也可以用于 SWD，当用于 LCDC 时，应在设备树中禁用 SWD。

LCDC 需要 CMA 支持，对于不同的显示分辨率，CMA 可以设置为不同的大小。

编译配置

修改 LCDC 驱动配置时，执行以下命令并依次选择 Device Drivers > Drivers for Realtek > DRM driver：

make kernelconfig
../../rst_linux/8_lcdc/figures/lcdc_build_config.svg

APIs

用户空间 API

LCDC 通过标准 DRM 接口提供以下功能：

接口

介绍

Open

打开DRM设备（/dev/dri/card0）

Close

关闭DRM设备

Ioctl

通过属性读写与DRM驱动交互

Libdrm 是 Linux 内核中与 DRM 交互的标准库，其功能包括：

  • 100%支持内核 API 功能。

  • 简化应用层代码设计。

  • 兼容性代码集成在库中而非驱动。

更多细节请参考 libdrm 。

用户空间测试示例位于 tests/fwk/display/libdrm。有很多不同的测试示例，如下所示。

演示名称

演示描述

位置

drm_plane_test_demo

平面测试示例

tests/fwk/display/libdrm/planetest

drm_vbl_test

垂直消隐事件测试

tests/fwk/display/libdrm/vbltest

LCDC 演示只是使示例 drm_plane_test_demo 和 drm_vbl_test 在启动测试产品目标时能够在 SDK 中编译。请参考《系统应用说明》（章节：编译环境）以编译测试用例。

成功编译并烧录后，您可以在 /bin/ 目录中找到测试用例。

内核空间 API

LCDC 函数接口

LCDC_Init

项

描述

介绍

通过 LCDC_InitTypeDef 结构体初始化寄存器。

参数

  • LCDCx: 寄存器地址

  • LCDC_InitStruct: 初始化结构体 LCDC_InitTypeDef 指针

返回值

无

LCDC_StructInit

项

描述

介绍

用默认值初始化 LCDC_InitTypeDef 中的参数。

参数

LCDC_InitStruct：指向将被初始化的 LCDC_InitTypeDef 结构体

返回值

无

LCDC_TrigerSHWReload

项

描述

介绍

触发影子寄存器重载以应用新配置

参数

LCDCx：寄存器地址

返回值

无

LCDC_SetBkgColor

项

描述

介绍

设置背景色

参数

  • LCDCx： 寄存器地址

  • red_color：红色值

  • green_color：绿色值

  • blue_color：蓝色值

返回值

无

LCDC_SetPlaneSize

项

描述

介绍

设置显示平面尺寸

参数

  • LCDCx：寄存器地址

  • ImageWidth：显示屏宽度

  • ImageHeight：显示屏高度

返回值

无

LCDC_Cmd

项

描述

介绍

启用或禁用 LCDC。

参数

  • LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

  • NewState：LCDC 的新状态。该参数可以是 ENABLE 或 DISABLE

返回值

无

LCDC_GetINTStatus

项

描述

介绍

获取LCDC中断状态

参数

LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

返回值

LCDC中断状态

LCDC_ClearINT

项

描述

介绍

清除 LCDC 的中断挂起位

参数

  • LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

  • LCDC_IT：指定要清除的中断。该参数可以是以下值的任意组合：

    • LCDC_BIT_DMA_UN_INTS：DMA FIFO 下溢中断

    • LCDC_BIT_LCD_FRD_INTS：刷新帧完成中断

    • LCDC_BIT_LCD_LIN_INTS：行中断

    • LCDC_BIT_FRM_START_INTS：帧开始中断

返回值

无

LCDC_DMAModeConfig

项

描述

介绍

配置 LCDC DMA 突发传输大小

参数

  • LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

  • BurstSize：DMA 突发传输大小；单位为 64 字节

    • LCDC_LAYER_BURSTSIZE_1X64BYTES: Burst Transactions = 1;

    • LCDC_LAYER_BURSTSIZE_2X64BYTES: Burst Transactions = 2;

    • LCDC_LAYER_BURSTSIZE_3X64BYTES: Burst Transactions = 3;

    • LCDC_LAYER_BURSTSIZE_4X64BYTES: Burst Transactions = 4;

返回值

无

LCDC_DMAUnderFlowConfig

项

描述

介绍

配置 LCDC DMA 欠载模式和欠载错误数据

参数

  • LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

  • DmaUnFlwMode：DMA 欠载模式，此参数可以是以下值之一：

    • LCDC_DMAUNFW_OUTPUT_LASTDATA：输出最后的数据

    • LCDC_DMAUNFW_OUTPUT_ERRORDATA：输出错误数据

  • ErrorData: 当DMA FIFO欠载发生时的输出数据。当欠载模式配置为 LCDC_DMAUNFW_OUTPUT_ERRORDATA

时，此参数是必需的；否则，可以忽略。

返回值

无

LCDC_GetCurPosStatus

项

描述

介绍

获取当前位置

参数

  • LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

  • pCurPosX: 当前位置的 X 坐标指针

  • pCurPosY: 当前位置的 Y 坐标指针

返回值

无

LCDC_GetDmaUnINTCnt

项

描述

介绍

获取 DMA FIFO 欠载中断计数

参数

  • LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

  • DmaUnIntCnt：DMA 欠载中断计数指针

返回值

无

LCDC_INTConfig

项

描述

介绍

启用或禁用指定的 LCDC 中断

参数

  • LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

  • LCDC_IT：指定要启用或禁用的 LCDC 中断源

    • LCDC_BIT_DMA_UN_INTEN: DMA FIFO 下溢中断

    • LCDC_BIT_LCD_FRD_INTEN: LCDC刷新完成中断

    • LCDC_BIT_LCD_LIN_INTEN: 行中断

    • LCDC_BIT_FRM_START_INTEN: 帧开始中断

  • NewState：指定 LCDC 中断的新状态。该参数可以是 ENABLE 或 DISABLE

返回值

读取的数值

LCDC_LineINTPosConfig

项

描述

介绍

配置行中断位置

参数

  • LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

  • LineNum: 行号

返回值

无

LCDC_LayerConfig

项

描述

介绍

根据 EachLayer 中指定的参数初始化 LCDC 图层

参数

  • LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

  • LayerId: 层索引

  • EachLayer：指向 LCDC_EachLayerInitTypeDef 结构的指针，该结构包含指定 LCDC 层的配置信息

返回值

无

LCDC_CheckLCDCReady

项

描述

介绍

在启用 LCDC 后，检查 LCDC 是否准备好与 VO 接口一起工作

参数

LCDCx：其中 LCDCx 可以是 LCDC

返回值

状态 :

  • 1：准备完毕

  • 其它：未准备完成

MIPI_DSI 函数接口

MIPI_Init

项

描述

介绍

使用 MIPI_InitTypeDef 结构的值初始化 MIPI 寄存器值

参数

  • MIPIx: 指向 MIPI 寄存器地址

  • MIPI_InitStruct：指向已初始化的 MIPI_InitTypeDef 结构

返回值

无

MIPI_DSI_init

项

描述

介绍

使用 MIPI_InitTypeDef 结构的值初始化 MIPI_DSI 寄存器值

参数

  • MIPIx：指向 MIPI 寄存器地址

  • MIPI_InitStruct：指向一个已经初始化的 MIPI_InitTypeDef 结构

返回值

无

MIPI_DPHY_init

项

描述

介绍

使用 MIPI_InitTypeDef 结构的值初始化 MIPI_D-PHY 寄存器值

参数

  • MIPIx：指向 MIPI 寄存器地址

  • MIPI_InitStruct：指向一个已经初始化的 MIPI_InitTypeDef 结构

返回值

无

MIPI_InitStruct_Config

项

描述

介绍

使用 MIPI_InitTypeDef 结构的值初始化 MIPI_DSI 寄存器值

参数

MIPI_InitStruct：指向一个已经初始化的 MIPI_InitTypeDef 结构

返回值

无

MIPI_DSI_Mode_Switch

项

描述

介绍

使用 MIPI_InitTypeDef 结构的值初始化 MIPI_DSI 寄存器值

参数

  • MIPIx：指向 MIPI 寄存器地址

  • MIPI_VideoNCmdMode：参数可为 ENABLE 或 DISABLE

返回值

无

MIPI_DSI_CMD_Send

项

描述

介绍

以指令模式向面板发送一个短数据包

参数

  • MIPIx：指向 MIPI 寄存器地址

  • DataId: MIPI DSI处理器到外设事务类型

  • Byte0: 有效承载

  • Byte1: 有效承载

返回值

无

MIPI_DSI_CMD_LongPkt_MemQWordRW

项

描述

介绍

以指令模式向面板发送一个长数据包

参数

  • MIPIx: 指向 MIPI 寄存器地址

  • Addr: MIPI DSI模块中命令有效负载缓冲区的地址值

  • Word0: word0 的数值

  • Word1: word1 的数值

  • IsRead: 读取标志，如果被设置，将从地址中读取值

返回值

无

MIPI_DSI_CMD_Rxcv_CMD

项

描述

介绍

以指令模式从面板获取状态或数据包

参数

  • MIPIx：指向 MIPI 寄存器地址

  • rcmd_idx：接收命令寄存器读取的索引

返回值

RCMD_1/RCMD_2/RCMD_3 寄存器的值

MIPI_DSI_INT_Config

项

描述

介绍

为 MIPI_DIS 配置 IRQ

参数

  • MIPIx: 指向寄存器地址的指针

  • AcpuEn: ACPU 中断使能

  • ScpuEN: SCPU 中断使能

  • IntSelAnS：哪个 CPU 选择索引，0 是命令模式，1 是视频模式

返回值

无

MIPI_DSI_INTS_Get

项

描述

介绍

获取命令模式中断状态

参数

MIPIx：指向寄存器地址的指针

返回值

命令模式中断状态

MIPI_DSI_INTS_Clr

项

描述

介绍

清除命令模式中断挂起位

参数

  • MIPIx：指向寄存器地址的指针

  • DSI_INTS：指定要清除的中断

返回值

无

MIPI_DSI_INTS_ACPU_Get

项

描述

介绍

获取视频模式中断状态

参数

MIPIx：指向寄存器地址的指针

返回值

视频模式中断状态，即帧完成中断

MIPI_DSI_INTS_ACPU_Clr

项

描述

介绍

清除视频模式中断挂起位

参数

  • MIPIx：指向寄存器地址的指针

  • DSI_INTS：指定要清除的中断

返回值

无