U-Boot移植 (2)- LCD 驱动修改和网络驱动修改

1. LCD 驱动修改

一般 uboot 中修改驱动基本都是在 xxx.h 和 xxx.c 这两个文件中进行的， xxx 为板子名称，即board/freescale/mx6ull_myboard/mx6ull_myboard.c和 include/configs/mx6ull_myboard.h这两个文件。

一般修改 LCD 驱动重点注意以下几点：

• LCD 所使用的 GPIO，查看 uboot 中 LCD 的 IO 配置是否正确
• LCD 背光引脚 GPIO 的配置
• LCD 配置参数是否正确

正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板 LCD 原理图和 NXP 官方 I.MX6ULL 开发板一致，也就是 LCD 的 IO 和背光 IO 都一样的，所以 IO 部分就不用修改了。

1.1 修改c文件配置

需要修改的之后 LCD 参数，打开文件 mx6ull_myboard.c，找到如下所示内容：

struct display_info_t const displays[] = {{.bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,.addr = 0,.pixfmt = 24,.detect = NULL,.enable	= do_enable_parallel_lcd,.mode	= {.name			= "TFT43AB",.xres           = 480,.yres           = 272,.pixclock       = 108695,.left_margin    = 8,.right_margin   = 4,.upper_margin   = 2,.lower_margin   = 4,.hsync_len      = 41,.vsync_len      = 10,.sync           = 0,.vmode          = FB_VMODE_NONINTERLACED
} } };

先来分析一下这段代码，该代码定义了一个变量displays，类型为display_info_t，这个结构体是LCD信息结构体，其中包括了LCD的分辨率，像素格式，LCD的各个参数等。

display_info_t 定义在文件 arch/arm/include/asm/imx-common/video.h 中，定义如下：

struct display_info_t {int	bus;int	addr;int	pixfmt;int	(*detect)(struct display_info_t const *dev);void	(*enable)(struct display_info_t const *dev);struct	fb_videomode mode;
};

这里的pixfmt是像素格式，也就是一个像素点是多少位，如果是RGB565的话就是16位，如果是RGB888的话就是24位，一般使用 RGB888。

结构体display_info_t还有个mode成员变量，此成员变量也是个结构体，为fb_videomode，定义在文件 include/linux/fb.h 中，定义如下：

struct fb_videomode {const char *name;	/* optional */u32 refresh;		/* optional */u32 xres;u32 yres;u32 pixclock;u32 left_margin;u32 right_margin;u32 upper_margin;u32 lower_margin;u32 hsync_len;u32 vsync_len;u32 sync;u32 vmode;u32 flag;
};

结构体b_videomode里面的成员变量为LCD的参数，这些成员变量函数如下：

• name ：LCD 名字，要和环境变量中的 panel 相等
• xres 、yres ：LCD X 轴和 Y 轴像素数量
• pixclock：像素时钟，每个像素时钟周期的长度，单位为皮秒
• left_margin ：HBP(horizontal back porch)，水平同步后肩
• right_margin ：HFP(horizontal front porch)，水平同步前肩
• upper_margin：VBP(vertical back porch)，垂直同步后肩
• lower_margin：VFP(vertical front porch)，垂直同步前肩
• hsync_len ：HSPW(horizontal sync pulse width)，行同步脉宽
• vsync_len：VSPW(vertical sync pulse width)，垂直同步脉宽
• vmode ：大多数使用 FB_VMODE_NONINTERLACED，也就是不使用隔行扫描。

这些参数需要与实用的LCD的参数一致，唯一不同的像素时钟 pixclock 的含义不同 。

「正点原子的7寸RGB屏幕」(ATK7016，1024x600)的一些参数如下：

参数	值
width	1024
height	600
HBP	140
HFP	160
VBP	20
VFP	12
HSPW	20
VSPW	3

像素时钟
像素时钟就是 RGB LCD 的时钟信号，以 ATK7016 这款屏幕为例，显示一帧图像所需要的时钟数就是：

= (VSPW+VBP+LINE+VFP) * (HSPW + HBP + HOZVAL + HFP)
= (3 + 20 + 600 + 12) * (20 + 140 + 1024 + 160)
= 635 * 1344
= 853440。

显示一帧图像需要853440个时钟数，那么显示60帧就是： 853440 * 60 = 51206400≈51.2M，所以像素时钟就是 51.2MHz。 因此：

pixclock=(1/51200000)*10^12=19531

在根据其他的屏幕参数，可以得出 ATK7016 屏幕的配置参数如下：

struct display_info_t const displays[] = {{.bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,.addr = 0,.pixfmt = 24,.detect = NULL,.enable	= do_enable_parallel_lcd,.mode	= {.name           = "TFT7016",.xres           = 1024,.yres           = 600,.pixclock       = 19531,.left_margin    = 100,		//HBPD.right_margin   = 88,		//HFPD.upper_margin   = 39,		//VBPD.lower_margin   = 21,		//VFBD.hsync_len      = 48,		//HSPW.vsync_len      = 3,		//VSPW.sync           = 0,.vmode          = FB_VMODE_NONINTERLACED
} } };

1.2 修改h文件配置

另外还要修改include/configs/路径下的mx6ull_myboard.h，找到所有如下语句：

panel=TFT43AB

将其改为：

panel=TFT7016

也就是设置 panel 为 TFT7016， panel 的值要与displays.name 成员变量的值一致。修改完成以后重新编译一遍 uboot 并烧写到 SD 中启动

1.3 编译测试

将修改后的uboot编译下载以后，LCD 驱动一般就会工作正常了，LCD 上会显示 NXP 的 logo

U-Boot 2016.03 (Jun 26 2023 - 22:21:59 +0800)CPU:   Freescale i.MX6ULL rev1.1 69 MHz (running at 396 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 48C
Reset cause: WDOG
Board: MX6ULL 14x14 EVK
I2C:   ready
DRAM:  512 MiB
MMC:   FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1
Display: TFT7016 (1024x600)
Video: 1024x600x24
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
switch to partitions #0, OK
mmc0 is current device
Net:   Board Net Initialization Failed
No ethernet found.
Normal Boot
Hit any key to stop autoboot:  0

2. 网络驱动修改

2.1 I.MX6U-ALPHA 开发板网络简介

I.MX6ULL内部有个以太网MAC外设，也就是ENET，需要外接一个PHY芯片来实现网络通信功能，也就是 「内部MAC+外部PHY芯片」 的方案。

I.MX6UL/ULL 有两个网络接口 ENET1 和 ENET2，正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板提供了这两个网络接口，其中 ENET1 和 ENET2 都使用 LAN8720A 作为 PHY 芯片。 NXP 官方的I.MX6ULL EVK 开发板使用 KSZ8081 这颗 PHY 芯片。更换 PHY 芯片以后需要调整网络驱动，使网络工作正常。

ENET1

ENET1 的网络 PHY 芯片为 LAN8720A，通过 RMII 接口与 I.MX6ULL 相连，正点原子I.MX6U-ALPHA 开发板的 ENET1 引脚与 NXP 官方的 I.MX6ULL EVK 开发板基本一样，唯独复位引脚不同。正点原子I.MX6U-ALPHA 开发板的 ENET1 复位引脚ENET1_RST 接到了 I.M6ULL 的 SNVS_TAMPER7 这个引脚上。

I.MX6ULL 通过 MDIO接口来读取 PHY 芯片的内部寄存器， MDIO 接口有两个引脚， ENET_MDC 和 ENET_MDIO，ENET_MDC 提供时钟， ENET_MDIO 进行数据传输。一个 MDIO 接口可以管理 32 个 PHY 芯片，同一个 MDIO 接口下的这些 PHY 使用不同的器件地址来做区分， MIDO 接口通过不同的器件地址即可访问到相应的 PHY 芯片。

I.MX6U-ALPHA 开发板 ENET1 上连接的 LAN8720A器件地址为 0X0，所示要修改 ENET1 网络驱动重点就三点：

①、 ENET1 复位引脚初始化。
②、 LAN8720A 的器件 ID。
③、 LAN8720 驱动

ENET2

关于 ENET2 网络驱动的修改也注意一下三点：
①、 ENET2 的复位引脚，ENET2 的复位引脚 ENET2_RST 接到了I.MX6ULL 的 SNVS_TAMPER8 上。
②、 ENET2 所使用的 PHY 芯片器件地址，PHY 器件地址为 0X1。
③、 LAN8720 驱动， ENET1 和 ENET2 都使用的 LAN8720，所以驱动是一样的。

2.2 网络 PHY 地址修改

首先修改 uboot 中的 ENET1 和 ENET2 的 PHY 地址和驱动，打开 mx6ull_myboard.h这个文件，找到如下代码：

#define CONFIG_FEC_ENET_DEV		1#if (CONFIG_FEC_ENET_DEV == 0)
#define IMX_FEC_BASE			ENET_BASE_ADDR
#define CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR          0x2
#define CONFIG_FEC_XCV_TYPE             RMII
#elif (CONFIG_FEC_ENET_DEV == 1)
#define IMX_FEC_BASE			ENET2_BASE_ADDR
#define CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR		0x1
#define CONFIG_FEC_XCV_TYPE		RMII
#endif
#define CONFIG_ETHPRIME			"FEC"#define CONFIG_PHYLIB
#define CONFIG_PHY_MICREL
#endif

• 第 331 行的宏 CONFIG_FEC_ENET_DEV 用于选择使用哪个网口，默认为 1，也就是选择ENET2

• 第 335 行为 ENET1 的 PHY 地址，默认是 0X2

• 第 339 行为 ENET2 的 PHY 地址，默认为 0x1

根据前面的分析可知，正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板 ENET1 的 PHY 地址为0X0， ENET2 的 PHY 地址为 0X1，所以需要将第 335 行的宏 CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR改为 0x0。  

如果要使用 LAN8720A，那么就得将 CONFIG_PHY_MICREL 改为 CONFIG_PHY_SMSC，也就是使能 uboot 中的 SMSC 公司中的 PHY 驱动，因为 LAN8720A 就是 SMSC 公司生产的。

所以示例代码有三处要修改：

①、修改 ENET1 网络 PHY 的地址。
②、修改 ENET2 网络 PHY 的地址。
③、使能 SMSC 公司的 PHY 驱动。

修改后的网络 PHY 地址参数如下所示：

#define CONFIG_FEC_ENET_DEV		1#if (CONFIG_FEC_ENET_DEV == 0)
#define IMX_FEC_BASE			ENET_BASE_ADDR
#define CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR          0x0
#define CONFIG_FEC_XCV_TYPE             RMII
#elif (CONFIG_FEC_ENET_DEV == 1)
#define IMX_FEC_BASE			ENET2_BASE_ADDR
#define CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR		0x1
#define CONFIG_FEC_XCV_TYPE		RMII
#endif
#define CONFIG_ETHPRIME			"FEC"#define CONFIG_PHYLIB
#define CONFIG_PHY_SMSC
#endif

2.3 删除 uboot 中 74LV595 的驱动代码

1、uboot 中网络 PHY 芯片地址修改完成以后就是网络复位引脚的驱动修改了，打开mx6ull_myboard.c，找到如下代码：

#define IOX_SDI IMX_GPIO_NR(5, 10)
#define IOX_STCP IMX_GPIO_NR(5, 7)
#define IOX_SHCP IMX_GPIO_NR(5, 11)
#define IOX_OE IMX_GPIO_NR(5, 8)

以 IOX 开头的宏定义是 74LV595 的相关 GPIO，因为 NXP 官方I.MX6ULL EVK 开发板使用 74LV595 来扩展 IO，两个网络的复位引脚就是由 74LV595 来控制的。正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板并没有使用 74LV595，因此我们将代码的代码删除掉，替换为

#define ENET1_RESET IMX_GPIO_NR(5, 7)
#define ENET2_RESET IMX_GPIO_NR(5, 8)

NET1 的复位引脚连接到 SNVS_TAMPER7 上，对应 GPIO5_IO07， ENET2 的复位引脚连接到 SNVS_TAMPER8 上，对应 GPIO5_IO08。

2、继续在 mx6ull_myboard.c 中找到如下代码：

static iomux_v3_cfg_t const iox_pads[] = {/* IOX_SDI */MX6_PAD_BOOT_MODE0__GPIO5_IO10 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),/* IOX_SHCP */MX6_PAD_BOOT_MODE1__GPIO5_IO11 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),/* IOX_STCP */MX6_PAD_SNVS_TAMPER7__GPIO5_IO07 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),/* IOX_nOE */MX6_PAD_SNVS_TAMPER8__GPIO5_IO08 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
};

示例代码是 74LV595 的 IO 配置参数结构体，将其删除掉。

3、继续在mx6ull_myboard.c 中找到函数 iox74lv_init

static void iox74lv_init(void)
{int i;gpio_direction_output(IOX_OE, 0);............gpio_direction_output(IOX_STCP, 1);
};void iox74lv_set(int index)
{int i;............gpio_direction_output(IOX_STCP, 1);
};

iox74lv_init 函数是 74LV595 的初始化函数， iox74lv_set 函数用于控制 74LV595 的 IO 输出电平，将这两个函数全部删除掉！

4、在 mx6ull_myboard.c 中找到 board_init 函数，此函数是板子初始化函数，会被board_init_r 调用， board_init 函数内容如下：

int board_init(void)
{.......imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(iox_pads, ARRAY_SIZE(iox_pads));iox74lv_init();.......return 0;
}

board_init 会调用 imx_iomux_v3_setup_multiple_pads 和 iox74lv_init 这两个函数来初始化74lv595 的 GPIO，将这两行删除掉。

至此， mx6ull_myboard.c 中关于 74LV595 芯片的驱动代码都删除掉了，接下来就是添加 I.MX6U-ALPHA 开发板两个网络复位引脚了。

2.4 添加开发板网络复位引脚驱动

在 mx6ull_myboard.c 中找到如下所示代码：

static iomux_v3_cfg_t const fec1_pads[] = {MX6_PAD_GPIO1_IO06__ENET1_MDIO | MUX_PAD_CTRL(MDIO_PAD_CTRL),MX6_PAD_GPIO1_IO07__ENET1_MDC | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),........MX6_PAD_ENET1_RX_ER__ENET1_RX_ER | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),MX6_PAD_ENET1_RX_EN__ENET1_RX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
};static iomux_v3_cfg_t const fec2_pads[] = {MX6_PAD_GPIO1_IO06__ENET2_MDIO | MUX_PAD_CTRL(MDIO_PAD_CTRL),MX6_PAD_GPIO1_IO07__ENET2_MDC | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),........MX6_PAD_ENET2_RX_EN__ENET2_RX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),MX6_PAD_ENET2_RX_ER__ENET2_RX_ER | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
};

结构体数组 fec1_pads 和 fec2_pads 是 ENET1 和 ENET2 这两个网口的 IO 配置参数，在这两个数组中添加两个网口的复位 IO 配置参数，完成以后如下所示：

static iomux_v3_cfg_t const fec1_pads[] = {MX6_PAD_GPIO1_IO06__ENET1_MDIO | MUX_PAD_CTRL(MDIO_PAD_CTRL),MX6_PAD_GPIO1_IO07__ENET1_MDC | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),........MX6_PAD_ENET1_RX_ER__ENET1_RX_ER | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),MX6_PAD_ENET1_RX_EN__ENET1_RX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),MX6_PAD_SNVS_TAMPER7__GPIO5_IO07 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),           /* 初始化ETH1 RESET引脚 */
};static iomux_v3_cfg_t const fec2_pads[] = {MX6_PAD_GPIO1_IO06__ENET2_MDIO | MUX_PAD_CTRL(MDIO_PAD_CTRL),MX6_PAD_GPIO1_IO07__ENET2_MDC | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),........MX6_PAD_ENET2_RX_EN__ENET2_RX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),MX6_PAD_ENET2_RX_ER__ENET2_RX_ER | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),MX6_PAD_SNVS_TAMPER8__GPIO5_IO08 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),   /* 初始化ETH2 RESET引脚 */
};

别是 ENET1 和 ENET2 的复位 IO 配置参数。

继续在文件 mx6ull_myboard.c 中找到函数 setup_iomux_fec，此函数默认代码如下：

static void setup_iomux_fec(int fec_id)
{if (fec_id == 0)imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec1_pads,ARRAY_SIZE(fec1_pads));elseimx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec2_pads,ARRAY_SIZE(fec2_pads));
}

函数 setup_iomux_fec 就是根据 fec1_pads 和 fec2_pads 这两个网络 IO 配置数组来初始化I.MX6ULL 的网络 IO。需要在其中添加网络复位 IO 的初始化代码，并且复位一下 PHY 芯片，修改后的 setup_iomux_fec 函数如下：

static void setup_iomux_fec(int fec_id)
{if (fec_id == 0){imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec1_pads,ARRAY_SIZE(fec1_pads));gpio_direction_output(ENET1_RESET, 1);gpio_set_value(ENET1_RESET, 0);mdelay(100);gpio_set_value(ENET1_RESET, 1);}else{imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec2_pads,ARRAY_SIZE(fec2_pads));gpio_direction_output(ENET2_RESET, 1);gpio_set_value(ENET2_RESET, 0);mdelay(100);gpio_set_value(ENET2_RESET, 1);}}

分别对应 ENET1 和 ENET2 的复位 IO 初始化，将这两个 IO 设置为输出并且硬件复位一下 LAN8720A

2.5 更新 PHY 的连接状态和速度

打开文件drivers/net/phy/phy.c，找到函数 genphy_update_link，这是个通用 PHY 驱动函数，此函数用于更新 PHY 的连接状态和速度。使用 LAN8720A 的时候需要在此函数中添加一些代码，修改后的函数 genphy_update_link 如下所示：

nt genphy_update_link(struct phy_device *phydev)
{unsigned int mii_reg;
#ifdef CONFIG_PHY_SMSCstatic int lan8720_flag = 0;int bmcr_reg = 0;if(lan8720_flag == 0){bmcr_reg = phy_read(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR);   /* Read the default value of BCMR register */phy_write(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR, BMCR_RESET); /* Software reset*/mdelay(10);phy_write(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR, bmcr_reg);   /* Write the default value to BCMR register */lan8720_flag = 1;}
#endif

2.6 烧写调试

至此网络的复位引脚驱动修改完成，重新编译 uboot，然后将 u-boot.bin 烧写到 SD 卡中并启动， uboot 启动信息

U-Boot 2016.03 (Jun 26 2023 - 22:07:29 +0800)U-Boot 2016.03 (Jun 26 2023 - 22:21:59 +0800)CPU:   Freescale i.MX6ULL rev1.1 69 MHz (running at 396 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 48C
Reset cause: WDOG
Board: MX6ULL 14x14 EVK
I2C:   ready
DRAM:  512 MiB
MMC:   FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1
Display: TFT7016 (1024x600)
Video: 1024x600x24
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
switch to partitions #0, OK
mmc0 is current device
Net:   FEC1
Error: FEC1 address not set.Normal Boot
Hit any key to stop autoboot:  0

可以看到“Net： FEC1”这一行，提示当前使用的 FEC1 这个网口，也就是 ENET2。

配置u-boot中环境变量设置命令如下所示：

setenv ipaddr 192.168.1.50
setenv ethaddr b8:ae:1d:01:00:00
setenv gatewayip 192.168.1.1
setenv netmask 255.255.255.0
setenv serverip 192.168.1.253
saveenv

=> ping 192.168.1.253
FEC1 Waiting for PHY auto negotiation to complete.... done
Using FEC1 device
host 192.168.1.253 is alive

有“host 192.168.1.250 is alive”这句，说明 ping 主机成功，说明ENET2网络工作正常。

2.7 测试一下 ENET1

打开 mx6ull_alientek_emmc.h，将 CONFIG_FEC_ENET_DEV 改为 0，然后重新编译一下 uboot 并烧写到 SD 卡中重启。重启开发板，

U-Boot 2016.03 (Jun 26 2023 - 22:21:59 +0800)CPU:   Freescale i.MX6ULL rev1.1 69 MHz (running at 396 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 48C
Reset cause: WDOG
Board: MX6ULL 14x14 EVK
I2C:   ready
DRAM:  512 MiB
MMC:   FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1
Display: TFT7016 (1024x600)
Video: 1024x600x24
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
switch to partitions #0, OK
mmc0 is current device
Net:   FEC0
Normal Boot
Hit any key to stop autoboot:  0

有“Net： FEC0”这一行，说明当前使用的 FEC0 这个网卡，也就是ENET1，同样的 ping 一下主机

=> ping 192.168.1.253
FEC0 Waiting for PHY auto negotiation to complete.... done
Using FEC0 device
host 192.168.1.253 is alive

ping 主机也成功，说明 ENET1 网络也工作正常，至此， I.MX6UALPHA 开发板的两个网络都工作正常了

2.8 其他需要修改的地方

在 uboot 启动信息中会有“Board: MX6ULL 14x14 EVK”这一句，也就是说板子名字为“ MX6ULL 14x14 EVK”，要将其改为我们所使用的板子名字，比如“ MX6ULL MYBOARD”。打开文件 mx6ull_myboard.c，找到函数checkboard，将其改为如下所示内容：

int checkboard(void)
{if (is_mx6ull_9x9_evk())puts("Board: MX6ULL 9x9 EVK\n");elseputs("Board: MX6ULL MYBOARD\n");return 0;
}

U-Boot 2016.03 (Jun 26 2023 - 22:39:30 +0800)CPU:   Freescale i.MX6ULL rev1.1 69 MHz (running at 396 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 42C
Reset cause: POR
Board: MX6ULL MYBOARD
I2C:   ready
DRAM:  512 MiB
MMC:   FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1
Display: TFT7016 (1024x600)
Video: 1024x600x24
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
switch to partitions #0, OK
mmc0 is current device
Net:   FEC1
Normal Boot
Hit any key to stop autoboot:  0