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正点原子嵌入式linux驱动开发——RGB转HDMI

news 2025/7/8 23:01:52

目前大多数的显示器都提供了HDMI接口，HDMI的应用范围也越来越广，但是STM32MP157这颗芯片原生并不支持HDMI显示。可以通过RGB转HDMI芯片将RGB信号转为HDMI信号，这样就可以连接HDMI显示器了。本章就来学习一下如何在正点原子的STM32MP1开发板上实现RGB转HDMI。

RGB转HDMI简介

STM32MP157这颗SOC没有HDMI外设，只有RGB屏幕接口，因此只能通过RGB转HDMI的芯片来实现HDMI连接。效果肯定是没法和原生支持HDMI接口的SOC比，当个玩具来玩一下还是可以的。因此本质上来讲还是RGB驱动，并非原生的HDMI驱动。

正点原子的STM32MP1开发板提供了RGB转HDMI模块，如下图所示：

SiI9022A芯片

这里使用SiI9022A这颗芯片来完成RGB转HDMI。SiI9022A以前是Silicon Image公司出品的，但是Silicon Image后来被Lattice收购了。

SiI9022A是一款HDMI传输芯片，适用于高清便携相机、数字相机和个人移动设备，可以灵活的将其他音视频接口转换为HDMI或者DVI格式。SiI9022A支持预编程HDCP键码，可以完全自动进行HDCP检测和鉴定。SiI9022A是一个视频转换芯片，支持输入视频格式有：xvYCC、BTA-T1004、ITU-R.656，内置DE发生器支持SYNC格式(RGB格式)。输出格式支持：HDMI、HDCP和DVI、最高支持1080P视频输出、支持HDMI A、HDMI C和Micro-D连接器。SiI9022A功能非常多，具体使用什么功能需要进行配置，因此SiI9022A提供了一个I2C接口用于配置。

硬件原理图分析

先进行SiI9022A的硬件原理分析，打开开发板底版原理图，原理如下图所示：

SiI9022A原理图

上图就是板载的HDMI接口，在图中可以看出HDMI模块分为4部分：RGB接口、I2C2接口、I2S2音频接口和HDMI_CEC接口。主要还是使用RGB接口引脚获取显示数据，SiI9022A使用I2C来进行配置，这里使用STM32MP1的I2C2接口，使用到了到PH4和PH5这两个引脚。另外还有一个中断INT一个复位HDMI_RESET分别连接到PH6和PA3引脚上。在本篇笔记里主要是实现HDMI的显示功能，其它接口就不用管它。

实验驱动编写

修改设备树

设置I2C2的pinmux

如果要实现HDMI显示，就要给SiI9022A提供RGB接口和I2C2接口，RGB接口在在之前的LCD屏幕的实验中已经有过学习，这里就不再讲解了。主要看一下I2C2接口的pinmux配置，打开stm32mp15-pinctrl.dtsi文件，然后找到如下内容：

示例代码 42. 3.1.1 I2C2 的 pinmux
1  i2c2_pins_a: i2c2-0 { 
2      pins { 
3          pinmux = <STM32_PINMUX('H', 4, AF4)>, /* I2C2_SCL */ 
4                  <STM32_PINMUX('H', 5, AF4)>; /* I2C2_SDA */ 
5          bias-disable; 
6          drive-open-drain; 
7          slew-rate = <0>; 
8      }; 
9  }; 
10 
11 i2c2_pins_sleep_a: i2c2-1 { 
12     pins {
13         pinmux = <STM32_PINMUX('H', 4, ANALOG)>, /* I2C2_SCL */ 
14                 <STM32_PINMUX('H', 5, ANALOG)>; /* I2C2_SDA */ 
15     }; 
16 };

示例代码42.3.1.1中，定义了I2C2接口的两个pinmux配置分别为：i2c2_pins_a和i2c2_pins_sleep_a。第一个默认的状态下使用，第二个是在sleep状态下使用。

添加HDMI的电源节点

Sii9022A需要一个1.2V电压，这个开发板上已经提供了，原理图上的XC6206P122MR芯片就是1.2V电源芯片。还需要在设备树中添加1.2V电压节点，供Sii9022A驱动程序使用。打开stm32mp157d-atk.dts文件，在根节点下添加如下内容所示：

示例代码 42. 3.1.2 HDMI 的电源节点
1 v1v2_hdmi regulator v1v2 hdmi {
2     compatible "regulator fixed"
3     regulator name "v1v2_
4     regulator min microvolt 1200000
5     regulator max microvolt 1200000
6     regulator always on
7     regulator boot on
8 };

这个就是提供一个简单的电压。

在i2c2节点追加HDMI子节点

在学习LCD驱动就有学到，RGB接口是不用再次修改的，只需要提供一个接口用来接收LTDC数据，HDMI就是用来接收LTDC接口的。在stm32mp157d-atk.dts文件下，用追加节点方式，把i2c2节点追加如下内容：

示例代码 4 2.3.1.3 追加的 I 2C2 节点内容
1  &i2c2 {
2      pinctrl-names = "default", "sleep";
3      pinctrl-0 = <&i2c2_pins_a>;
4      pinctrl-1 = <&i2c2_pins_sleep_a>;
5      status = "okay";
6
7      hdmi: hdmi-transmitter@39 {
8          compatible = "sil,sii9022";
9          reg = <0x39>;
10         iovcc-supply = <&v3v3>;
11         cvcc12-supply = <&v1v2_hdmi>;
12         reset-gpios = <&gpioa 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
13         interrupts = <6 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>;
14         interrupt-parent = <&gpioh>;
15         #sound-dai-cells = <1>;
16         status = "okay";
17
18         ports {
19             #address-cells = <1>;
20             #size-cells =<0>;
21
22             port@0 {
23                 reg = <0>;
24                 sii9022_in: endpoint {
25                     remote-endpoint = <&ltdc_ep0_out>;
26                 };
27             };
28         };
29     };
30 };

第2-4行，配置了I2C2的两个pinmux设置。

第7-29行，就是I2C2下的HDMI子节点，接着就分析这个节点比较重要的属性的作用。第12行，设置复位引脚为PA3，低电压有效。第13-14行，设置中断引脚为PH6，下降沿有效。第22-27行，port节点就是用来接收LTDC数据的接口，第25行就是引用了ltdc_ep0_out节点。

这里只是告诉了HDMI从LTDC接口获取数据，还需要告诉LTDC节点数据输出到HDMI，需要修改ltdc节点，修改完成以后的ltdc节点如下所示：

示例代码 4 2.3.1.4 基于 H DMI 接口的 L TDC
1  &ltdc {
2      pinctrl-names = "default", "sleep";
3      pinctrl-0 = <&ltdc_pins_b>;
4      pinctrl-1 = <&ltdc_pins_sleep_b>;
5      status = "okay";
6
7      port {
8          #address-cells = <1>;
9          #size-cells = <0>;
10
11         ltdc_ep0_out: endpoint@0 {
12             reg = <0>;
13             remote-endpoint = <&sii9022_in>;
14         };
15     };
16 };

第13行，就是告诉LTDC接口，数据输出到HDMI。

注意，需要将panel_rgb节点屏蔽掉，否则编译设备树的时候会如下所示警告：

Warning (graph_endpoint): /panel-rgb/port/endpoint: graph connection to node '/soc/display-controller@5a001000/port/endpoint@0' is not bidirectional

最后执行“make dtbs”命令，重新编译设备树。

使能内核自带sii902x驱动

ST提供的linux内核已经集成了sii902x驱动了同时已经使能了，还是需要看看如何使能这个配置，配置路径如下：

-> Device Drivers
-> Graphics support
-> Display Interface Bridges
-> <*> Silicon Image sii902x RGB/HDMI bridge //选中

将sii902x驱动编译进Linux内核中，如下图所示：

使能sii902x驱动

内核默认已经使能了sii902x驱动，如果没使能的话就按照上述方法使能，然后重新编译内核，得到新的内核和设备树。

RGB转HDMI测试

使用HDMI线将开发板和显示器连接起来，然后使用新编译得到的内核和设备树启动开发板，如果驱动工作正常，那么就会在HDMI显示器上显示信息，如下图所示(屏幕截图)：

显示器显示

至此HDMI驱动工作正常，可以使用HDMI显示器来进行Linux下的图形开发，但是本教程后续依旧会使用LCD屏幕，可以根据自己的喜好选择HDMI显示器还是LCD屏幕即可。

总结

这一章比较简单，只要在设备树里面，添加hdmi的电源节点，然后在i2c2节点下追加hdmi子节点，最后在ltdc节点的remote-endpoint修改成hdmi。这样就可以使用HDMI显示屏来进行开发了。