全志R128基础组件开发——显示与屏幕驱动②

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sys_config 参数说明

LCD 接口参数说明

lcd_driver_name

Lcd 屏驱动的名字（字符串），必须与屏驱动的名字对应。

lcd_model_name

Lcd 屏模型名字，非必须，可以用于同个屏驱动中进一步区分不同屏。

lcd_if

Lcd Interface，设置相应值的对应含义为：

0：HV RGB接口
1：CPU/I80接口

lcd_hv_if

Lcd HV panel Interface，这个参数只有在 lcd_if=0 时才有效。定义 RGB 同步屏下的几种接口类型，设置相应值的对应含义为：

lcd_hv_clk_phase

这个参数只有在 lcd_if=0 时才有效。定义 RGB 同步屏的 clock 与 data 之间的相位关系。总共有 4个相位可供调节,设置相应值的对应含义为：

0: 0 degree
1: 90 degree
2: 180 degree
3: 270 degree

lcd_hv_sync_polarity

这个参数只有在 lcd_if=0 时才有效。定义 RGB 同步屏的 hsync 和 vsync 的极性。设置相应值的对应含义为：

lcd_hv_srgb_seq

这个参数只有在 lcd_if=0 且 lcd_hv_if=8（Serial RGB）时才有效。定义奇数行 RGB 输出的顺序：

0: Odd lines R‑G‑B; Even line R‑G‑B
1: Odd lines B‑R‑G; Even line R‑G‑B
2: Odd lines G‑B‑R; Even line R‑G‑B
4: Odd lines R‑G‑B; Even line B‑R‑G
5: Odd lines B‑R‑G; Even line B‑R‑G
6: Odd lines G‑B‑R; Even line B‑R‑G
8: Odd lines R‑G‑B; Even line B‑R‑G
9: Odd lines B‑R‑G; Even line G‑B‑R
10: Odd lines G‑B‑R; Even line G‑B‑R

lcd_hv_syuv_seq

这个参数只有在 lcd_if=0 且 lcd_hv_if=12（Serial YUV）时才有效。定义 YUV 输出格式：

lcd_hv_syuv_fdly

这个参数只有在 lcd_if=0 且 lcd_hv_if=12（Serial YUV）时才有效。定义 CCIR656 编码时 F 相对有效行延迟的行数：

0：F toggle right after active video line
1：Delay 2 lines (CCIR PAL)
2：Delay 3 lines (CCIR NTSC)

lcd_cpu_if

这个参数只有在 lcd_if=1 时才有效, 具体时序可参照RGB 和 I8080 管脚配置示意图中 CPU 那几列。设置相应值的对应含义为：

lcd_cpu_te

设置相应值的对应含义为，设置为 0 时，刷屏间隔时间为 lcd_ht × lcd_vt；设置为 1 或 2 时，刷屏间隔时间为两个 te 脉冲：

0：frame trigged automatically
1：frame trigged by te rising edge
2：frame trigged by te falling edge

lcd_cpu_mode

设置相应值的对应含义为，设置为 0 时，刷屏间隔时间为 lcd_ht × lcd_vt；设置为 1 或 2 时，刷屏间隔时间为两个 te 脉冲：

屏时序参数说明

下面几个参数对于调屏非常关键，决定了发送端（SoC）发送数据时序。由于涉及到发送端和接收端的调试，除了分辨率和尺寸之外，其它几个数值都不是绝对不变的，两款一样分辨率，同种接口的屏，它们的数值也有可能不一样。

获取途径如下：

询问 LCD 屏厂。
从屏手册或者 Driver IC 手册中查找（向屏厂索要这些文档）
在前面两步都搞不定的情况下，可以根据 vesa 标准来设置，主要是 DMT 和 CVT 标准。

由下面两条公式得知，我们不需要设置 lcd_hfp 和 lcd_vfp 参数，因为驱动会自动根据其它几个已知参数中算出 lcd_hfp 和 lcd_vfp。

LCD 时序参数

lcd_x

显示屏的水平像素数量，即屏分辨率中的宽

lcd_y

显示屏的垂直行数，即屏分辨率中的高。

lcd_ht

指一行总的 dclk 的 cycle 个数。

lcd_hbp

指有效行间，行同步信号（hsync）开始，到有效数据开始之间的 dclk 的 cycle 个数，包括同步信号区。包含了 hspw 段，即lcd_hbp=实际的hbp+实际的hspw。

lcd_hspw

指行同步信号的宽度。单位为 1 个 dclk 的时间（即是 1 个 data cycle 的时间）。

lcd_vt

指一场的总行数。

lcd_vbp

指场同步信号（vsync）开始，到有效数据行开始之间的行数，包括场同步信号区。包含了 vspw 段，即 lcd_vbp= 实际的 vbp+ 实际的 vspw。

lcd_vspw

指场同步信号的宽度。单位为行。

lcd_dclk_freq

传输像素传送频率（单位为 MHz）。

fps = (lcd_dclk_freq * 1000 * 1000) / (ht * vt)

这个值根据以下公式计算

lcd_dclk_freq = lcd_ht * lcd_vt * fps

注意：

后面的三个参数都是从屏手册中获得，fps 一般是 60。
如果是串行接口，发完一个像素需要 2 到 3 个周期的，那么可以用以下公式计算：

lcd_dclk_freq * cycles = lcd_ht * lcd_vt * fps
lcd_dclk_freq = lcd_ht * cycles * lcd_vt * fps

lcd_width

此参数描述 lcd 屏幕的物理宽度，单位是 mm，用于计算 dpi。

lcd_height

此参数描述 lcd 屏幕的物理高度，单位是 mm，用于计算 dpi。

背光相关参数

目前用得比较广泛的就是 pwm 背光调节，原理是利用 pwm 脉冲开关产生的高频率闪烁效应，通过调节占空比，达到欺骗人眼，调节亮暗的目的。

lcd_pwm_used

是否使用 pwm，此参数标识用以背光亮度的控制

lcd_pwm_ch

此参数标识使用的 Pwm 通道，这里是指使用 SoC 哪个 pwm 通道，通过查看原理图连接可知。

lcd_pwm_freq

这个参数配置 PWM 信号的频率，单位为 Hz。

频率不宜过低否则很容易就会看到闪烁，频率不宜过快否则背光调节效果差。部分屏手册会标明所允许的 pwm 频率范围，请遵循屏手册固定范围进行设置。
在低亮度的时候容易看到闪烁，是正常现象，目前已知用上 pwm 的背光都是如此。

lcd_pwm_pol

这个参数配置 PWM 信号的占空比的极性。设置相应值对应含义为：

0：active high
1：active low

lcd_pwm_max_limit

Lcd backlight PWM 最高限制，以亮度值表示。

比如 150，则表示背光最高只能调到 150，0‑255 范围内的亮度值将会被线性映射到 0‑150 范围内。用于控制最高背光亮度，节省功耗

lcd_bl_en

背光使能脚，非必须，看原理图是否有，用于使能或者禁止背光电路的电压。

示例：

lcd_bl_en = port:PD24<1><2><default><1>

含义：PD24 输出高电平时打开 LCD 背光；下拉，默认高电平。

第一个尖括号：功能分配。1 为输出。
第二个尖括号：内置电阻。使用 0 的话，标示内部电阻高阻态，如果是 1 则是内部电阻上拉，2就代表内部电阻下拉。使用 default 的话代表默认状态，即电阻上拉。其它数据无效。
第三个尖括号：驱动能力。default 表驱动能力是等级 1。
第四个尖括号：电平。0 为低电平，1 为高电平。

需要在屏驱动调用相应的接口进行开、关的控制。

一般来说，高电平是使能，在这个前提下，建议将内阻电阻设置成下拉，防止硬件原因造成的上拉，导致背光提前亮。默认电平填写高电平，这是 uboot 显示过度到内核显示、平滑无闪烁的需要。

lcd_bl_n_percent

背光映射值，n 为 (0‑100)。

此功能是针对亮度非线性的 LCD 屏的，按照配置的亮度曲线方式来调整亮度变化，以使亮度变化更线性。

比如 lcd_bl_50_percent = 60，表明将 50% 的亮度值调整成 60%，即亮度比原来提高 10%。

修改此属性不当可能导致背光调节效果差。

lcd_backlight

背光默认值，0‑255。

此属性决定在 uboot 显示 logo 阶段的亮度，进入都内核时则是读取保存的配置来决定亮度。

显示 logo 阶段，一般来说需要比较亮的亮度，业内做法都是如此。

显示效果相关参数

lcd_frm

Lcd Frame Rate Modulator, FRM 是解决由于 PIN 减少导致的色深问题，有些 LCD 屏的像素格式是 18bit 色深（RGB666）或 16bit 色深（RGB565），建议打开 FRM 功能，通过 dither 的方式弥补色深，使显示达到 24bit 色深（RGB888）的效果。如下图所示，上图是色深为 RGB66 的 LCD 屏显示，下图是打开 dither 后的显示，打开 dither 后色彩渐变的地方过度平滑。

参数设置相应值对应含义为：

0：RGB888 ‑‑ RGB888 direct
1：RGB888 ‑‑ RGB666 dither
2：RGB888 ‑‑ RGB565 dither

lcd_gamma_en

Lcd Gamma Correction Enable，设置相应值的对应含义为：

0：LCD 的 Gamma 校正功能关闭
1：LCD 的 Gamma 校正功能开启

设置为 1 时，需要在屏驱动中对 lcd_gamma_tbl[256] 进行赋值。

lcd_cmap_en

Lcd Color Map Enable，设置为 1 时，需要对 lcd_cmap_tbl [2][3][4] 进行赋值 Lcd Color Map Table。

每个像素有 R、G、B 三个单元，每四个像素组成一个选择项，总共有 12 个可选。数组第一维表示奇偶行，第二维表示像素的 RGB，第三维表示第几个像素，数组的内容即表示该位置映射到的内容。

LCD CMAP 是对像素的映射输出功能，只有像素有特殊排布的 LCD 屏才需要配置。

LCD CMAP 定义每行的 4 个像素为一个总单元，每个像素分 R、G、B 3 个小单元，总共有 12 个小单元。通过 lcd_cmap_tbl 定义映射关系，输出的每个小单元可随意映射到 12 个小单元之一。

__u32 lcd_cmap_tbl[2][3][4] = {
    {
        {LCD_CMAP_G0,LCD_CMAP_B1,LCD_CMAP_G2,LCD_CMAP_B3},
        {LCD_CMAP_B0,LCD_CMAP_R1,LCD_CMAP_B2,LCD_CMAP_R3},
        {LCD_CMAP_R0,LCD_CMAP_G1,LCD_CMAP_R2,LCD_CMAP_G3},
    },
    {
        {LCD_CMAP_B3,LCD_CMAP_G2,LCD_CMAP_B1,LCD_CMAP_G0},
        {LCD_CMAP_R3,LCD_CMAP_B2,LCD_CMAP_R1,LCD_CMAP_B0},
        {LCD_CMAP_G3,LCD_CMAP_R2,LCD_CMAP_G1,LCD_CMAP_R0},
    },
};

如上，上三行代表奇数行的像素排布，下三行代表偶数行的像素排布；

每四个像素为一个单元，第一列代表每四个像素的第一个像素映射，第二列代表每四个像素的第二个像素映射，以此类推。

如上的定义，像素的输出格式如下图所示。

EEWORLDLINKTK1

lcd_rb_swap

调换 TCON 模块 RGB 中的 R 分量和 B 分量。

0：不变
1：调换R分量和B分量

需要 gamma 校正，或色彩映射，在 sys_config.fex 中将相应模块的 enable 参数置 1，lcd_gamma_en, lcd_cmap_en，并且填充 3 个系数表，lcd_gamma_tbl, lcd_cmap_tbl，注意的是：gamma，模板提供了 18 段拐点值，然后再插值出所有的值（255 个）。可以往相应表格内添加子项以补充细节部分。cmap_tbl 的大小是固定的，不能减小或增加表的大小。最终生成的 gamma 表项是由 rgb 三个 gamma 值组成的，各占 8bit。目前提供的模板中，三个 gamma 值是相同的。

电源和管脚参数

lcd_power

配置好之后，需要在屏驱动调用相应的接口进行开、关的控制。

注意：如果有多个电源需要打开，则定义 lcd_power1，lcd_power2 等。

lcd_pin_power

用法 lcd_power一致，区别是用户设置之后，不需要在屏驱动中去操作，而是驱动框架自行在屏驱动之前使能，在屏驱动之后禁止。

注意：如果需要多组，则添加 lcd_pin_power1，lcd_pin_power2 等。除了 lcddx 之外，这里的电源还有可能是 pwm 所对应管脚的电源。

lcd_gpio_0

示例：

lcd_gpio_0 = port:PD25<0><0><default><0>

含义：lcd_gpio_0 引脚为 PD25。

第一个尖括号：功能分配。1 为输出。
第二个尖括号：内置电阻。使用 0 的话，标示内部电阻高阻态，如果是 1 则是内部电阻上拉，2就代表内部电阻下拉。使用 default 的话代表默认状态，即电阻上拉。其它数据无效。
第三个尖括号：驱动能力。default 表驱动能力是等级 1。
第四个尖括号：电平。0 为低电平，1 为高电平。

注意：如果有多个 gpio 脚需要控制，则定义 lcd_gpio_0，lcd_gpio_1 等。

配置 LCD 的控制 PIN。可以在屏驱动调用相应的接口进行拉高，拉低的控制，例如 LCD 的 RESET 脚等。
配置 LCD 的数据 PIN。重点关注 PIN 脚的复用功能数值，具体的 IO 对应关系可参考 user manual 手册进行配置

调试

系统起来之后可以输入disp相关调试命令，来协助调试。

选项	参数	解释	举例
空	空	打印出当前显示的信息	disp
-c	Screen_id,color 模式	显示 colorbar。共有 8 种模式，0 到 8	disp ‑c 0 8
-b	Screen_id, 背光值	调整 lcd 背光，背光值范围时 0 到 255	disp ‑b 0 255
-d	Screen_id, 文件路径	抓 DE 图层回写到文件	disp ‑d 0 /sdmmc/xx.bmp
-s	Screen_id，显示类型，显示分辨率	切换显示类型或分辨率	disp ‑s 0 1 4 打开LCD 显示

查看显示信息

输入disp命令，会有 Log 打印信息。以下信息是所有信息中最重要的。

disp

screen 0:
derate 297000000 hz, ref_fps:60
mgr0: 1280x800 fmt[rgb] cs[0x204] range[full] eotf[0x4] bits[8bits] err[0] force_sync[0] unblank direct_show[false]
lcd output backlight( 50) fps:60.9 1280x 800

err:0 skip:31 irq:1942 vsync:0 vsync_skip:0
BUF enable ch[1] lyr[0] z[0] prem[N] a[globl 255] fmt[ 8] fb[1280, 800;1280, 800;1280, 800] crop[ 0, 0,1280, 800] frame[
    0, 0,1280, 800] addr[ 0, 0, 0] flags[0x 0] trd[0,0]

lcd output

表示当前显示接口是 LCD 输出。

1280x800

表示当前 LCD 的分辨率，与 sys_config.fex 中 lcd0 的设置一样。

ref_fps:60

是根据你在 sys_config.fex 的 lcd0 填的时序算出来的理论值。

fps:60.9

后面的数值是实时统计的，正常来说应该是在 60(期望的 fps) 附近，如果差太多则不正常，重新检查屏时序，和在屏驱动的初始化序列是否有被调用到。

irq:1942

这是 vsync 中断的次数，每加 1 都代表刷新了一帧，正常来说是一秒 60（期望的 fps）次，重复 cat sys，如果无变化，则异常。

BUF

开头的表示图层信息，一行 BUF 表示一个图层，如果一个 BUF 都没有出现，那么将是黑屏，不过和屏驱动本身关系就不大了，应该查看应用层 & 框架层。

err:0

这个表示缺数，如果数字很大且一直变化，屏幕会花甚至全黑，全红等。

skip:31

这个表示跳帧的数量，如果这个数值很大且一直变化，有可能卡顿，如果数字与 irq 后面的数字一样，说明每一帧都跳，会黑屏（有背光）

查看时钟信息

hal_ccmu

这个命令可以看哪个时钟是否使能，然后频率是多少。与显示相关的是 tcon，pll_video等。

查看接口自带 colorbar

显示是一整条链路，中间任何一个环节出错，最终的表现都是显示异常，图像显示异常几个可能原因：

图像本身异常。
图像经过 DE（Display Engine）后异常。
图像经过接口模块后异常。这是我们关注的点。

有一个简单的方法可以初步判断，接口模块（tcon 和 dsi 等）可以自己输出内置的一些 patten，比如说彩条，灰阶图，棋盘图等。当接口输出这些内置 patten 的时候，如果这时候显示就异常，这说明了：

LCD 的驱动或者配置有问题
LCD 屏由于外部环境导致显示异常

显示自带 patten 的方式：

disp ‑c 0 X

上面的操作是显示 colorbar，其中的 X 可以是 0 到 8

FAQ

屏显示异常

总结过往经验，绝大部分屏显异常都是由于上下电时序和 timing 不合理导致。

黑屏‑无背光

问题表现：完全黑屏，背光也没有

屏驱动添加失败。驱动没有加载屏驱动，导致背光电源相关函数没有运行到。这个你可以通过相关模块的测试命令定位下。
pwm 配置和背光电路的问题，pwm 的信息可以查看 pwm 模块测试命令和背光相关参数，另外就是直接测量下硬件测量下相关管脚和电压，再检查屏是否初始化成功。

黑屏‑有背光

黑屏但是有背光，可能有多种原因导致，请依次按以下步骤检查

没送图层。如果应用没有送任何图层那么表现的现象就是黑屏，通过查看显示信息一小节可以确定有没有送图层。如果确定没有图层，可以通过查看接口自带 colorbar，确认屏能否正常显示。
SoC 端的显示接口模块没有供电。SoC 端模块没有供电自然无法传输视频信号到屏上。
复位脚没有复位。如果有复位脚，请确保硬件连接正确，确保复位脚的复位操作有放到屏驱动中。
sys_config.fex 中 lcd0 有严重错误。第一个是 lcd 的 timing 搞错了，请严格按照屏手册中的提示来写。参考屏时序参数说明。第二个就是，接口类型搞错，比如接的 DSI 屏，配置却写成LVDS 的。
屏的初始化命令不对。包括各个步骤先后顺序，延时等，这个时候请找屏厂确认初始化命令。

闪屏

分为几种：

屏的整体在闪：这个最大可能是背光电路的电压不稳定，检查电压
屏部分在闪，而且是概率性：sys_config.fex 中的时序填写不合理。
屏上由一个矩形区域在闪：屏极化导致，需要关机放一边再开机则不会。

条形波纹

有些 LCD 屏的像素格式是 18bit 色深（RGB666）或 16bit 色深（RGB565），建议打开 FRM 功能，通过 dither 的方式弥补色深，使显示达到 24bit 色深（RGB888）的效果。

设置 [lcd0] 的 lcd_frm 属性可以改善这种现象。

背光太亮或者太暗

重新配置背光参数

花屏

花屏的第一个原因是 fps 过高，超过屏的限制：

FPS 异常是一件非常严重的事情，关系到整个操作系统的稳定，如果 fps 过高会造成系统带宽增加，送显流程异常，fps 过高还会造成 LCD 屏花屏不稳定，容易造成 LCD 屏损坏，FPS 过低则造成用户体验过差。

通过查看查看显示信息一节，可以得知现在的实时统计的 fps
如果 fps 离正常值差很多，首先检查 sys_config.fex 中 [lcd0] 节点，所填信息必须满足下面公式：

lcd_dclk_freq * num_of_pixel_clk = lcd_ht * lcd_vt * fps / 1e9

其中，num_of_pixel_clk 通常为 1，表示发送一个像素所需要的时钟周期为 1 一个，低分辨率的MCU 和串行接口通常需要 2 到 3 个时钟周期才能发送完一个像素。

如果上面填写没有错，通过查看查看时钟信息可以确认下几个主要时钟的频率信息，把这些信息和 sys_config.fex 发给维护者进一步分析。

RGB 接口或者 I8080 接口显示抖动有花纹

改大时钟管脚的管脚驱动能力
修改时钟相位，也就是修改 lcd_hv_clk_phase。由于发送端和接收端时钟相位的不同导致接收端解错若干位。

LCD 屏出现极化和残影

何谓液晶极化现象：实际上就是液晶电介质极化。就是在外界电场作用下，电介质内部沿电场方向产生感应偶极矩，在电解质表明出现极化电荷的现象叫做电介质的极化。

通俗的讲就是在液晶面板施加一定电压后，会聚集大量电荷，当电压消失的时候，这些聚集的电荷也要释放，但由于介电效应，这些聚集的电荷不会立刻释放消失，这些不会马上消失的惰性电荷造成了液晶的 DC 残留从而形成了极化现象。

几种常见的液晶极化现象

液晶长期静止某个画面的时候，切换到灰阶画面的时候出现屏闪，屏闪一段时间后消失。这种现象属于残留电荷放电的过程。
液晶长期静止某个画面的时候，出现四周发黑中间发白的现象，业内称为黑白电视框异常。
非法关机的时候，重新上电会出现屏闪，屏闪一定时间后消失。与第一种原因相同。
残影现象：当液晶静止在一个画面比较久的情况下，切换其他画面出现的镜像残留。残影的本质来说是液晶 DC 残留电荷导致，某种意义来说也属于液晶极化现象

针对液晶屏出现极化和残影现象，有如下对策。

调整 vcom 电压大小。

VCOM 是液晶分子偏转的参考电压，要求要稳定，对液晶显示有直接影响，具体的屏不同的话也是不同的。电压的具体值是根据输入的数据以及 Vcom 电压大小来确定的，用来显示各种不同灰阶，也就是实现彩色显示 GAMMA。Gamma 电压是用来控制显示器的灰阶的，一般情况下分为G0~G14，不同的 Gamma 电压与 Vcom 电压之间的压差造成液晶旋转角度不同从而形成亮度的差异，Vcom 电压最好的状况是位于 G0 和 G14 的中间值，这样液晶屏的闪烁状况会最好。调节 vcom 电压的方式，如果屏管脚有 vcom 管脚，直接调整相关电路，如果屏 driver IC 提供寄存器接口，可以通过寄存器接口来调整大小。

严格按照屏规定的上下电时序来对屏进行开关屏。许多极化残影现象并非长时间显示静止显示某个画面导致的，而是由于关机或者关屏时没有严格按照下电时序导致的，比如该关的电没关,或者延时不够。