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硬件_IMX6ULL的LCD控制器

硬件_IMX6ULL的LCD控制器


文章目录

  • 硬件_IMX6ULL的LCD控制器
    • 一、 LCD控制器模块介绍
      • 1.1 硬件框图
      • 1.2 数据传输与处理
      • 1.3 时序控制
    • 二、 LCD控制器寄存器简介
      • 2.1 LCDIF_CTRL寄存器
      • 2.2 LCDIF_CTRL1寄存器
      • 2.3 LCDIF_TRANSFER_COUNT寄存器
      • 2.4 LCDIF_VDCTRL0寄存器
      • 2.5 LCDIF_VDCTRL1寄存器
      • 2.6 LCDIF_VDCTRL2寄存器
      • 2.7 LCDIF_VDCTRL3寄存器
      • 2.8 LCDIF_VDCTRL4寄存器
      • 2.9 LCDIF_CUR_BUF寄存器
      • 2.10 LCDIF_NEXT_BUF寄存器
  • 致谢



一、 LCD控制器模块介绍

1.1 硬件框图

IMX6ULL的LCD控制器名称为eLCDIF(Enhanced LCD Interface,增强型LCD接口),主要特性如下:

  • 支持MPU模式:有些显示屏自带显存,只需要把命令、数据发送给显示屏即可;就是前面讲的8080接口
  • VSYNC模式:跟MPU模式类似,多了VSYNC信号。针对高速数据传输(行场信号)
  • 支持DOTCLK模式:RGB接口,就是前面讲的TFT-RGB接口
  • 支持ITU-R BT.656接口,可以把4:2:2 YcbCr格式的数据转换为模拟电视信号
  • 8/16/18/24/32 bit 的bpp数据都支持,取决于IO的复用设置及寄存器配置
  • MPU模式,VSYNC模式,DOTCLK模式,都可以配置时序参数。
    在这里插入图片描述上图是IMX6ULL的LCD控制器框图。
    我们在内存中划出一块内存,称之为显存,软件把数据写入显存。
    设置好LCD控制器之后,它会通过AXI总线协议从显存把RGB数据读入FIFO,再到达LCD接口(LCD Interface)。
    LCD控制器有两个时钟域:外设总线时钟域,LCD像素时钟域。前者是用来让LCD控制器正常工作,后者是用来控制电子枪移动。
    上图的Read_Data操作,在MPU模式下才用到;我们采用的是DCLK模式,因此不予考虑。

更详细的内容可以查看IMX6ull芯片手册《Chapter 34 Enhanced LCD Interface (eLCDIF)》。

1.2 数据传输与处理

  • 框图:
    在这里插入图片描述

1.3 时序控制

看寄存器说明。

二、 LCD控制器寄存器简介

查看任何芯片的LCD控制器寄存器时,记住几个要点:

① 怎么把LCD的信息告诉LCD控制器:即分辨率、行列时序、像素时钟等;
② 怎么把显存地址、像素格式告诉LCD控制器。

在这里插入图片描述
上图是我们将要使用到的寄存器,下面逐个讲解这些寄存器,在后续的LCD控制编程实验会用到。

2.1 LCDIF_CTRL寄存器

在这里插入图片描述

位域读写描述
[31]SFTRSTR/W软件复位,正常工作时应设为0;如果设为1,它会复位整个LCD控制器
[30]CLKGATER/W时钟开关, 0:正常工作时要设置为0; 1:关闭LCD控制器时钟
[29]YCBCR422_INPUTR/W使用RGB接口时,设置为0;其他接口我们暂时不关心
[28]READ_WRITEBR/W使用RGB接口时,设置为0;其他接口我们暂时不关心
[27]WAIT_FOR_VSYNC_EDGER/W在VSYNC模式时,设置为1;我们不关心
[26]DATA_SHIFT_DIRR/W在DVI模式下才需要设置,我们不关心
[25:21]SHIFT_NUM_BITSR/W在DVI模式下才需要设置,我们不关心
[20]DVI_MODER/W设置为1时,使用DVI模式,就是ITU-R BT.656数字接口
[19]BYPASS_COUNTR/WDOTCLK和DVI模式下需要设置为1;MPU、VSYNC模式时设为0
[18]VSYNC_MODER/W使用VSYNC模式时,设置为1
[17]DOTCLK_MODER/W使用DOTCLK模式时,设置为1;本实验用的就是这个模式
[16]DATA_SELECTR/WMPU模式下才用到,我们不关心
[15:14]INPUT_DATA_SWIZZLER/W显存中像素颜色的数据转给LCD控制器时,字节位置是否交换:
0x0:NO_SWAP,不交换;
0x0:LITTLE_ENDIAN,小字节序,跟NO_SWAP一样;
0x1:BIG_ENDIAN_SWAP,字节0、3交换;字节1、2交换;
0x1:SWAP_ALL_BYTES,字节0、3交换;字节1、2交换;
0x2:HWD_SWAP,半字交换,即0x12345678转为0x56781234
0x3:HWD_BYTE_SWAP,在每个半字内部放换字节, 即0x12345678转换为0x34127856
[13:12]CSC_DATA_SWIZZLER/W显存中的数据被传入LCD控制器内部并被转换为24BPP后,在它被转给LCD接口之前,字节位置是否交换: 0x0:NO_SWAP,不交换; 0x0:LITTLE_ENDIAN,小字节序,跟NO_SWAP一样; 0x1:BIG_ENDIAN_SWAP,字节0、3交换;字节1、2交换; 0x1:SWAP_ALL_BYTES,字节0、3交换;字节1、2交换; 0x2:HWD_SWAP,半字交换,即0x12345678转为0x56781234 0x3:HWD_BYTE_SWAP,在每个半字内部放换字节, 即0x12345678转换为0x34127856
[11:10]LCD_DATABUS_WIDTHR/WLCD数据总线宽度,就是对外输出的LCD数据的位宽, 0x0:16位; 0x1:8位; 0x2:18位; 0x3:24位
[9:8]WORD_LENGTHR/W输入的数据格式,即显存中每个像素占多少位, 0x0:16位; 0x1:8位; 0x2:18位; 0x3:24位
[7]RGB_TO_YCBCR422_CSCR/W设置为1时,使能颜色空间转换:RGB转为YCbCr
[6]ENABLE_PXP_HANDSHAKER/W当LCDIF_MASTER设置为1时,再设置这位, 则LCD控制器跟PXP之间的握手机制被关闭(我们不关心)
[5]MASTERR/W设置为1时,LCD控制器成为bus master
[4]RSRVD0R/W保留
[3]DATA_FORMAT_16_BITR/WWORD_LENGTH为0时,表示一个像素用16位,此位作用如下: 0:数据格式为ARGB555; 1:数据格式为RGB565
[2]DATA_FORMAT_18_BITR/WWORD_LENGTH为2时,表示一个像素用18位,RGB数据还是保存在32位数据里,此位作用如下: 0:低18位用来表示RGB666,高14位无效 1:高18位用来表示RGB666,低14位无效
[1]DATA_FORMAT_24_BITR/WWORD_LENGTH为3时,表示一个像素用24位,此位作用如下: 0:所有的24位数据都有效,格式为RGB888 1:转给LCD控制器的数据是24位的,但只用到其中的18位, 每个字节用来表示一个原色,每字节中高2位无效
[0]RUNR/W使能LCD控制器,开始传输数据

2.2 LCDIF_CTRL1寄存器

在这里插入图片描述
本实验中使用TFT LCD,LCD控制器使用DOTCLK模式。本寄存器中其他用不到的位,就不介绍了。

位域读写描述
[19:16]BYTE_PACKING_FORMATR/W用来表示一个32位的word中,哪些字节是有效的,即哪些字节是用来表示颜色的。 bit16、17、18、19分别对应byte0、1、2、3;某位为1,就表示对应的字节有效。 默认值是0xf,表示32位的word中,所有字节都有效。 对于8bpp,可以忽略本设置,所有的字节都是有效的; 对于16bpp,bit[1:0]、bit[3:2]分别对应一个字节,组合中的2位都为1时,对应的字节才有效; 对于24bpp,0x7表示32位数据中只用到3个字节,这称为“24 bit unpacked format”,即ARGB,其中的A字节被丢弃
[0]RESETR/W用来复位了接的LCD, 0:LCD_RESET引脚输出低电平; 1:LCD_RESET引脚输出高电平

2.3 LCDIF_TRANSFER_COUNT寄存器

在这里插入图片描述

位域读写描述
[31:16]V_COUNTR/W一帧中,有多少行有效数据
[15:0]H_COUNTR/W一行中,有多少个像素

2.4 LCDIF_VDCTRL0寄存器

在这里插入图片描述
本寄存器用来设置Vsync信号相关的时序,及极性。

位域读写描述
[29]VSYNC_OEBR/W用来控制VSYNC信号,对于DOTCLK模式,设为0, 0:VSYNC是输出引脚,用LCD控制器产生; 1:VSYNC是输入引脚
[28]ENABLE_PRESENTR/W在DOTCLK模式下,硬件是否会产生数据使能信号ENALBE: 0:不产生; 1:产生
[27]VSYNC_POLR/W用来决定VSYNC脉冲的极性, 0:低脉冲; 1:高脉冲
[26]HSYNC_POLR/W用来决定HSYNC脉冲的极性, 0:低脉冲; 1:高脉冲
[25]DOTCLK_POLR/W用来决定DOTCLK的极性, 0:LCD控制器在DOTCLK下降沿发送数据,LCD在上升沿捕获数据; 1:反过来
[24]ENABLE_POLR/W用来决定ENABLE信号的极性, 0:数据有效期间,ENABLE信号为低; 1:反过来
[21]VSYNC_PERIOD_UNITR/W用来决定VSYNC_PERIOD的单位, 0:单位是像素时钟(pix_clk),这在VSYNC模式下使用; 1:单位是“整行”,这在DOTCLK模式下使用
[20]VSYNC_PULSE_WIDTH_UNITR/W用来决定VSYNC_PULSE_WIDTH的单位, 0:单位是像素时钟(pix_clk); 1:单位是“整行”
[19]HALF_LINER/WVSYNC周期是否周加上半行的时间, 0:VSYNC周期=VSYNC_PERIOD; 1:VSYNC周期=VSYNC_PERIOD+HORIZONTAL_PERIOD/2
[18]HALF_LINE_MODER/W0:第1帧将在一行的中间结束,第2帧在一行的中间开始; 1:所有帧结束前都加上半行时间,这样所有帧都会起始于“行的开头”
[17:0]VSYNC_PULSE_WIDTHR/WVSYNC脉冲的宽度

2.5 LCDIF_VDCTRL1寄存器

在这里插入图片描述

位域读写描述
[29]VSYNC_PERIODR/W两个垂直同步信号之间的间隔,即垂直方向同步信号的总周期; 单位由VSYNC_PERIOD_UNIT决定

2.6 LCDIF_VDCTRL2寄存器

在这里插入图片描述
HSYNC_PULSE_WIDTH:水平同步信号脉冲宽度;

​ HSYNC_PERIOD:两个水平同步信号之间的总数,即水平方向同步信号的总周期

位域读写描述
[31:18]HSYNC_PULSE_WIDTHR/WHSYNC脉冲的宽度(单位:pix_clk)
[17:0]HSYNC_PERIODR/W整行的宽度,即两个HYSNC信号之间的宽度(单位:pix_clk)

2.7 LCDIF_VDCTRL3寄存器

在这里插入图片描述

位域读写描述
[29]MUX_SYNC_SIGNALSR/W用不着
[28]VSYNC_ONLYR/W0:DOTCLK模式时必须设置为0; 1:VSYNC模式时必须设置为1
[27:16]HORIZONTAL_WAIT_CNTR/W水平方向上的等待像素个数,等于thp+thb
[15:0]VERTICAL_WAIT_CNTR/W垂直方向上的等待行数,等于tvp+tvb

2.8 LCDIF_VDCTRL4寄存器

在这里插入图片描述

位域读写描述
[31:29]DOTCLK_DLY_SELR/W在LCD控制器内部的DOTCLK输出到LCD_DOTCK引脚时,延时多久: 0:2ns; 1:4ns; 2:6ns; 3:8ns; 其他值保留
[18]SYNC_SIGNALS_ONR/WDOTCLK模式下必须设为1
[17:0]DOTCLK_H_VALID_DATA_CNTR/W水平方向上的有效像素个数(pix_clk),即分辨率的y

2.9 LCDIF_CUR_BUF寄存器

在这里插入图片描述

位域读写描述
[31:0]ADDRR/WLCD控制器正在传输的当前帧在显存中的地址

2.10 LCDIF_NEXT_BUF寄存器

在这里插入图片描述

位域读写描述
[31:0]ADDRR/W下一帧在显存中的地址

LCD控制器传输完当前帧后,会把LCDIF_NEXT_BUF寄存器的值复制到LCDIF_CUR_BUF寄存器。



致谢

以上笔记源自韦东山老师的视频课程,感谢韦老师,韦老师是嵌入式培训界一股清流,为嵌入式linux开发点起的星星之火,也愿韦老师桃李满园。聚是一团火,散是满天星!

在这样一个速食的时代,坚持做自己,慢下来,潜心琢磨,心怀敬畏,领悟知识,才能向下扎到根,向上捅破天,背着世界往前行!
仅此向嵌入行业里的每一个认真做技术的从业者致敬!



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