# LCD ## 概述 ### 功能简介 LCD（Liquid Crystal Display）驱动编程，通过对显示器上电、初始化显示器驱动IC（Integrated Circuit）内部寄存器等操作，使其可以正常工作。 基于HDF（Hardware Driver Foundation）[驱动框架](driver-overview-foundation.md)构建的Display驱动模型作用如下： - 为LCD器件驱动开发提供了基础驱动框架，提升驱动开发效率。 - 便于开发的器件驱动实现跨OS、跨芯片平台迁移。 基于HDF驱动框架的Display驱动模型如下所示： **图1** 基于HDF驱动框架的Display驱动模型 ![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") 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。 - 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。 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。 ### 基本概念 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。 - MIPI DSI接口 **图2** MIPI DSI接口 ![image](figures/MIPI-DSI接口.png "MIPI-DSI接口") 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。 - TTL接口 **图3** TTL接口 ![image](figures/TTL接口.png "TTL接口") ​ 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。 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。 ### 约束与限制 开发者在进行LCD驱动编程过程中，除了要关注IC的型号，还要关注LCD外围电路设计、基带芯片的LCD接口单元、背光IC的控制等多个方面，同时包括软件的上层程序。这些都是影响开发者在调试LCD驱动的影响因素。 ## 开发指导 ### 场景介绍 LCD驱动模型属于驱动基础适配模块，第三方需要适配OpenHarmony系统时，需要进行LCD驱动适配。LCD驱动适配基于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。 ### 接口说明 表1 LCD驱动适配所需接口 | 接口名 | 描述 | | :------------------------------------------------------ | ------------------- | | display :: host | 设备描述配置 | | static int32_t LcdResetOn(void) | 设置Reset Pin脚状态 | | int32_t SampleEntryInit(struct HdfDeviceObject *object) | 器件驱动入口函数 | ### 开发步骤 1. 添加LCD驱动相关的设备描述配置。 2. 在SoC平台驱动适配层中适配对应的芯片平台驱动。 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。 4. （可选）根据需求实现HDF框架其他接口，比如Release接口。 5. （可选）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 以Hi35xx系列芯片为例，根据开发步骤所述，介绍LCD驱动的详细适配过程。 1. 添加设备描述配置（vendor/bearpi/bearpi_hm_micro/hdf_config/device_info/device_info.hcs） ```c++ /* 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"; } } /* SoC适配层驱动设备描述 */ 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"; } } } ``` 2. SoC平台驱动适配层中适配对应的芯片平台驱动（drivers/hdf_core/framework/model/display/driver/adapter_soc/hi35xx_disp.c） ```c++ /* Display驱动适配MIPI等和芯片平台相关的配置 */ 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; } ``` 3. 添加器件（drivers/hdf_core/framework/model/display/driver/panel/mipi_icn9700.c） - 驱动定义相关接口信息 ```c++ #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 #define VERTICAL_BACK_PORCH 14 #define VERTICAL_FRONT_PORCH 16 #define VERTICAL_SYNC_WIDTH 2 #define FRAME_RATE 60 ``` - 定义PanelInfo结构体 ```c++ struct PanelInfo { uint32_t width; // 水平尺寸 uint32_t height; // 垂直尺寸 uint32_t hbp; // 水平同步信号的后肩 uint32_t hfp; // 水平同步信号的前肩 uint32_t hsw; // 水平同步信号的脉宽 uint32_t vbp; // 垂直同步信号的后肩 uint32_t vfp; // 垂直同步信号的前肩 uint32_t vsw; // 垂直同步信号的脉宽 uint32_t frameRate; // 帧率 enum LcdIntfType intfType; // LCD接口类型 enum IntfSync intfSync; // 用户时序参数 struct MipiDsiDesc mipi; struct BlkDesc blk; struct PwmCfg pwm; }; ``` - 初始化LCD屏 ```c++ 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 }; static DevHandle g_mipiHandle = NULL; static DevHandle g_pwmHandle = NULL; ``` - 设置Reset Pin脚状态 ```c++ static int32_t LcdResetOn(void) { int32_t ret; /*设置管脚方向*/ ret = GpioSetDir(RESET_GPIO, GPIO_DIR_OUT); if (ret != HDF_SUCCESS) { HDF_LOGE("GpioSetDir failure, ret:%d", ret); return HDF_FAILURE; } /*写入管脚*/ 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; } ``` - 器件驱动入口函数 ```c++ /*初始化入口函数*/ 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; } /*实现驱动*/ struct HdfDriverEntry g_sampleDevEntry = { .moduleVersion = 1, .moduleName = "LCD_SAMPLE", .Init = SampleEntryInit, }; HDF_INIT(g_sampleDevEntry); ```