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# LCD
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## 概述
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LCD(Liquid Crystal Display)液晶显示驱动,对LCD进行上电,并通过接口初始化LCD内部寄存器,使LCD正常工作。Display驱动模型基于HDF( Hardware Driver Foundation)[驱动框架](../driver/driver-hdf-overview.md)开发,实现跨OS、跨平台为LCD硬件提供上下电功能、发送初始化序列功能,使LCD进入正常的工作模式,显示芯片平台侧的图像数据。基于HDF驱动框架的Display驱动模型如下所示。
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  **图1** 基于HDF驱动框架的Display驱动模型
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  ![image](figures/基于HDF驱动框架的Display驱动模型.png "基于HDF驱动框架的Display驱动模型")
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Display驱动模型主要由平台驱动层、芯片平台适配层、LCD器件驱动层三部分组成。驱动模型基于HDF驱动框架开发,通过Platform层和OSAL层提供的接口,屏蔽内核形态的差异,使得器件驱动可以便利的迁移到不同OS及芯片平台。模型向上对接Display公共HAL层,支撑HDI(Hardware Device Interface)接口的实现,通过Display-HDI对图形服务提供各类驱动能力接口。
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- Display平台驱动层:通过HDF提供的IOService数据通道,与公共HAL层对接,集中接收并处理各类上层调用指令。

- SoC平台驱动适配层:借助此SoC适配层,实现Display驱动和SoC侧驱动解耦,主要完成芯片平台相关的参数配置,并传递平台驱动层的调用到器件驱动层。

- LCD器件驱动层:在器件驱动层中,主要实现和器件自身强相关的驱动适配接口,例如发送初始化序列、上下电、背光设置等。
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基于Display驱动模型开发LCD驱动,可以借助平台提供的各种能力及接口,较大程度的降低器件驱动的开发周期和难度,提升开发效率。
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## 接口说明
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LCD接口通常可分为MIPI DSI接口、TTL接口和LVDS接口,常用的是MIPI DSI接口和TTL接口,下面对常用的MIPI DSI接口和TTL接口作简要介绍。

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- MIPI DSI接口

    **图2** MIPI DSI接口

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    ![image](figures/MIPI-DSI接口.png "MIPI-DSI接口")
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  MIPI DSI接口是MIPI(Mobile Industry Processor Interface)联盟定义的显示接口,主要用于移动终端显示屏接口,接口数据传输遵循MIPI协议,MIPI DSI接口为数据接口,传输图像数据,通常情况下MIPI DSI接口的控制信息以MIPI包形式通过MIPI DSI接口发送到对端IC,不需要额外的外设接口。
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- TTL接口
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    **图3** TTL接口
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    ![image](figures/TTL接口.png "TTL接口")
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  TTL(Transistor Transistor Logic)即晶体管-晶体管逻辑,TTL电平信号由TTL器件产生,TTL器件是数字集成电路的一大门类,它采用双极型工艺制造,具有高速度、低功耗和品种多等特点。
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  TTL接口是并行方式传输数据的接口,有数据信号、时钟信号和控制信号(行同步、帧同步、数据有效信号等),在控制信号控制下完成数据传输。通常TTL接口的LCD,内部寄存器读写需要额外的外设接口,比如SPI接口、I2C接口等。
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## 开发步骤
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Display驱动模型基于HDF驱动框架、Platform接口及OSAL接口开发,可以做到不区分OS(LiteOS、Linux)和芯片平台(Hi35xx、Hi38xx、V3S等),为LCD器件提供统一的驱动模型。开发步骤如下:
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1. 添加LCD驱动相关的设备描述配置。
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2. 在SoC平台驱动适配层中适配对应的芯片平台驱动。
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3. 添加器件驱动,并在驱动入口函数Init中注册Panel驱动数据,驱动数据接口主要包括如下接口:
   - LCD上下电
      根据LCD硬件连接,使用Platform接口层提供的GPIO操作接口操作对应LCD管脚,例如复位管脚、IOVCC管脚,上电时序参考LCD供应商提供的SPEC。
   - 发送初始化序列
      根据LCD硬件接口,使用Platform接口层提供的I2C、SPI、MIPI等接口,下载LCD初始化序列,初始化参数序列可以参考LCD供应商提供的SPEC。
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4. 根据需求实现HDF框架其他接口,比如Release接口。
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5. 根据需求使用HDF框架可创建其他设备节点,用于业务逻辑或者调试功能。


## 开发实例
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添加设备描述配置:

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```
/* Display驱动相关的设备描述配置 */
display :: host {
    hostName = "display_host";
    /* Display平台驱动设备描述 */
    device_hdf_disp :: device {
        device0 :: deviceNode {
            policy = 2;
            priority = 200;
            permission = 0660;
            moduleName = "HDF_DISP";
            serviceName = "hdf_disp";
        }
    }
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    /* SoC适配层驱动设备描述 */
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87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113
    device_hi35xx_disp :: device {
        device0 :: deviceNode {
            policy = 0;
            priority = 199;
            moduleName = "HI351XX_DISP";
        }
    }
    /* LCD器件驱动设备描述 */
    device_lcd :: device {
        device0 :: deviceNode {
            policy = 0;
            priority = 100;
            preload = 0;
            moduleName = "LCD_Sample";
        }
        device1 :: deviceNode {
            policy = 0;
            priority = 100;
            preload = 2;
            moduleName = "LCD_SampleXX";
        }
    }
}
```

SOC适配层驱动,以Hi35xx系列芯片为例,需要在本层驱动中适配MIPI等和芯片平台相关的配置,示例如下:

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```
static int32_t MipiDsiInit(struct PanelInfo *info)
{
    int32_t ret;
    struct DevHandle *mipiHandle = NULL;
    struct MipiCfg cfg;

    mipiHandle = MipiDsiOpen(0);
    if (mipiHandle == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: MipiDsiOpen failure", __func__);
        return HDF_FAILURE;
    }
    cfg.lane = info->mipi.lane;
    cfg.mode = info->mipi.mode;
    cfg.format = info->mipi.format;
    cfg.burstMode = info->mipi.burstMode;
    cfg.timing.xPixels = info->width;
    cfg.timing.hsaPixels = info->hsw;
    cfg.timing.hbpPixels = info->hbp;
    cfg.timing.hlinePixels = info->width + info->hbp + info->hfp + info->hsw;
    cfg.timing.vsaLines = info->vsw;
    cfg.timing.vbpLines = info->vbp;
    cfg.timing.vfpLines = info->vfp;
    cfg.timing.ylines = info->height;
    /* 0 : no care */
    cfg.timing.edpiCmdSize = 0;
    cfg.pixelClk = CalcPixelClk(info);
    cfg.phyDataRate = CalcDataRate(info);
    /* config mipi device */
    ret = MipiDsiSetCfg(mipiHandle, &cfg);
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("%s:MipiDsiSetCfg failure", __func__);
    }
    MipiDsiClose(mipiHandle);
    HDF_LOGI("%s:pixelClk = %d, phyDataRate = %d\n", __func__,
        cfg.pixelClk, cfg.phyDataRate);
    return ret;
}
```

LCD器件驱动示例如下:

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```
#define RESET_GPIO                5
#define MIPI_DSI0                 0
#define BLK_PWM1                  1
#define PWM_MAX_PERIOD            100000
/* backlight setting */
#define MIN_LEVEL                 0
#define MAX_LEVEL                 255
#define DEFAULT_LEVEL             100

#define WIDTH                     480
#define HEIGHT                    960
#define HORIZONTAL_BACK_PORCH     20
#define HORIZONTAL_FRONT_PORCH    20
#define HORIZONTAL_SYNC_WIDTH     10
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#define VERTICAL_BACK_PORCH       14
#define VERTICAL_FRONT_PORCH      16
#define VERTICAL_SYNC_WIDTH       2
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176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313
#define FRAME_RATE                60

/* Panel Info结构体结构体 */
struct PanelInfo {
    uint32_t width;
    uint32_t height;
    uint32_t hbp;
    uint32_t hfp;
    uint32_t hsw;
    uint32_t vbp;
    uint32_t vfp;
    uint32_t vsw;
    uint32_t frameRate;
    enum LcdIntfType intfType;
    enum IntfSync intfSync;
    struct MipiDsiDesc mipi;
    struct BlkDesc blk;
    struct PwmCfg pwm;
};

/* LCD屏的初始化序列 */
static uint8_t g_payLoad0[] = { 0xF0, 0x5A, 0x5A };
static uint8_t g_payLoad1[] = { 0xF1, 0xA5, 0xA5 };
static uint8_t g_payLoad2[] = { 0xB3, 0x03, 0x03, 0x03, 0x07, 0x05, 0x0D, 0x0F, 0x11, 0x13, 0x09, 0x0B };
static uint8_t g_payLoad3[] = { 0xB4, 0x03, 0x03, 0x03, 0x06, 0x04, 0x0C, 0x0E, 0x10, 0x12, 0x08, 0x0A };
static uint8_t g_payLoad4[] = { 0xB0, 0x54, 0x32, 0x23, 0x45, 0x44, 0x44, 0x44, 0x44, 0x60, 0x00, 0x60, 0x1C };
static uint8_t g_payLoad5[] = { 0xB1, 0x32, 0x84, 0x02, 0x87, 0x12, 0x00, 0x50, 0x1C };
static uint8_t g_payLoad6[] = { 0xB2, 0x73, 0x09, 0x08 };
static uint8_t g_payLoad7[] = { 0xB6, 0x5C, 0x5C, 0x05 };
static uint8_t g_payLoad8[] = { 0xB8, 0x23, 0x41, 0x32, 0x30, 0x03 };
static uint8_t g_payLoad9[] = { 0xBC, 0xD2, 0x0E, 0x63, 0x63, 0x5A, 0x32, 0x22, 0x14, 0x22, 0x03 };
static uint8_t g_payLoad10[] = { 0xb7, 0x41 };
static uint8_t g_payLoad11[] = { 0xC1, 0x0c, 0x10, 0x04, 0x0c, 0x10, 0x04 };
static uint8_t g_payLoad12[] = { 0xC2, 0x10, 0xE0 };
static uint8_t g_payLoad13[] = { 0xC3, 0x22, 0x11 };
static uint8_t g_payLoad14[] = { 0xD0, 0x07, 0xFF };
static uint8_t g_payLoad15[] = { 0xD2, 0x63, 0x0B, 0x08, 0x88 };
static uint8_t g_payLoad16[] = { 0xC6, 0x08, 0x15, 0xFF, 0x10, 0x16, 0x80, 0x60 };
static uint8_t g_payLoad17[] = { 0xc7, 0x04 };
static uint8_t g_payLoad18[] = {
    0xC8, 0x7C, 0x50, 0x3B, 0x2C, 0x25, 0x16, 0x1C, 0x08, 0x27, 0x2B, 0x2F, 0x52, 0x43, 0x4C, 0x40,
    0x3D, 0x30, 0x1E, 0x06, 0x7C, 0x50, 0x3B, 0x2C, 0x25, 0x16, 0x1C, 0x08, 0x27, 0x2B, 0x2F, 0x52,
    0x43, 0x4C, 0x40, 0x3D, 0x30, 0x1E, 0x06
};
static uint8_t g_payLoad19[] = { 0x11 };
static uint8_t g_payLoad20[] = { 0x29 };

struct DsiCmdDesc g_OnCmd[] = {
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad0), g_payLoad0 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad1), g_payLoad1 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad2), g_payLoad2 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad3), g_payLoad3 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad4), g_payLoad4 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad5), g_payLoad5 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad6), g_payLoad6 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad7), g_payLoad7 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad8), g_payLoad8 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad9), g_payLoad9 },
    { 0x23, 0, sizeof(g_payLoad10), g_payLoad10 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad11), g_payLoad11 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad12), g_payLoad12 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad13), g_payLoad13 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad14), g_payLoad14 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad15), g_payLoad15 },
    { 0x29, 0, sizeof(g_payLoad16), g_payLoad16 },
    { 0x23, 0, sizeof(g_payLoad17), g_payLoad17 },
    { 0x29, 1, sizeof(g_payLoad18), g_payLoad18 },
    { 0x05, 120, sizeof(g_payLoad19), g_payLoad19 },
    { 0x05, 120, sizeof(g_payLoad20), g_payLoad20 },
};
static DevHandle g_mipiHandle = NULL;
static DevHandle g_pwmHandle = NULL;

/* 设置Reset Pin脚状态 */
static int32_t LcdResetOn(void)
{
    int32_t ret;
    ret = GpioSetDir(RESET_GPIO, GPIO_DIR_OUT);
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("GpioSetDir failure, ret:%d", ret);
        return HDF_FAILURE;
    }
    ret = GpioWrite(RESET_GPIO, GPIO_VAL_HIGH);
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("GpioWrite failure, ret:%d", ret);
        return HDF_FAILURE;
    }
    /* delay 20ms */
    OsalMSleep(20);
    return HDF_SUCCESS;
}

static int32_t SampleInit(void)
{
    /* 获取MIPI DSI设备操作句柄 */
    g_mipiHandle = MipiDsiOpen(MIPI_DSI0);
    if (g_mipiHandle == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: MipiDsiOpen failure", __func__);
        return HDF_FAILURE;
    }
    return HDF_SUCCESS;
}

static int32_t SampleOn(void)
{
    int32_t ret;
    /* LCD上电序列 */
    ret = LcdResetOn();
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("%s: LcdResetOn failure", __func__);
        return HDF_FAILURE;
    }
    if (g_mipiHandle == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: g_mipiHandle is null", __func__);
        return HDF_FAILURE;
    }
    /* 使用mipi下发初始化序列 */
    int32_t count = sizeof(g_OnCmd) / sizeof(g_OnCmd[0]);
    int32_t i;
    for (i = 0; i < count; i++) {
        ret = MipiDsiTx(g_mipiHandle, &(g_OnCmd[i]));
        if (ret != HDF_SUCCESS) {
            HDF_LOGE("MipiDsiTx failure");
            return HDF_FAILURE;
        }
    }
    /* 将mipi切换到HS模式 */
    MipiDsiSetHsMode(g_mipiHandle);
    return HDF_SUCCESS;
}

/* PanelInfo结构体变量 */
static struct PanelInfo g_panelInfo = {
    .width = WIDTH,                     /* width */
    .height = HEIGHT,                   /* height */
    .hbp = HORIZONTAL_BACK_PORCH,       /* horizontal back porch */
    .hfp = HORIZONTAL_FRONT_PORCH,      /* horizontal front porch */
    .hsw = HORIZONTAL_SYNC_WIDTH,       /* horizontal sync width */
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314 315 316
    .vbp = VERTICAL_BACK_PORCH,         /* vertical back porch */
    .vfp = VERTICAL_FRONT_PORCH,        /* vertical front porch */
    .vsw = VERTICAL_SYNC_WIDTH,         /* vertical sync width */
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NEEN 已提交
317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359
    .frameRate = FRAME_RATE,            /* frame rate */
    .intfType = MIPI_DSI,               /* panel interface type */
    .intfSync = OUTPUT_USER,            /* output timming type */
    /* mipi config info */
    .mipi = { DSI_2_LANES, DSI_VIDEO_MODE, VIDEO_BURST_MODE, FORMAT_RGB_24_BIT },
    /* backlight config info */
    .blk = { BLK_PWM, MIN_LEVEL, MAX_LEVEL, DEFAULT_LEVEL },
    .pwm = { BLK_PWM1, PWM_MAX_PERIOD },
};

/* 器件驱动需要适配的基础接口 */
static struct PanelData g_panelData = {
    .info = &g_panelInfo,
    .init = SampleInit,
    .on = SampleOn,
    .off = SampleOff,
    .setBacklight = SampleSetBacklight,
};

/* 器件驱动入口函数 */
int32_t SampleEntryInit(struct HdfDeviceObject *object)
{
    HDF_LOGI("%s: enter", __func__);
    if (object == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: param is null!", __func__);
        return HDF_FAILURE;
    }
    /* 器件驱动接口注册,ops提供给平台驱动调用 */
    if (PanelDataRegister(&g_panelData) != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("%s: PanelDataRegister error!", __func__);
        return HDF_FAILURE;
    }
    return HDF_SUCCESS;
}

struct HdfDriverEntry g_sampleDevEntry = {
    .moduleVersion = 1,
    .moduleName = "LCD_SAMPLE",
    .Init = SampleEntryInit,
};

HDF_INIT(g_sampleDevEntry);
```