Harmony鸿蒙南向外设驱动开发-LCD

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

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

    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

    ​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

为了能够调整液晶显示屏的各项参数，与display建立显示通道，实现显示器的显示效果，LCD驱动需要通过display :: host注册PanelInfo结构体、接口信息，添加描述设备；LcdResetOn读取的pin脚信息，由SampleEntryInit初始化入口函数，并注册器件驱动接口，供平台驱动调用。

表1 LCD驱动适配所需接口

接口名描述
static int32_t MipiDsiInit(struct PanelInfo *info)适配对应的芯片平台驱动
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，驱动数据接口主要实现下述特性：

    • 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。

  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）

    /* 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）

    /* 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

    • 驱动定义相关接口信息（drivers/hdf_core/framework/model/display/driver/panel/mipi_icn9700.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（drivers/hdf_core/framework/model/display/driver/hdf_disp.h）

      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（drivers/hdf_core/framework/model/display/driver/panel/mipi_icn9700.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（/drivers_hdf_core/framework/model/display/driver/panel/mipi_icn9700.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（/drivers_hdf_core/framework/model/display/driver/panel/mipi_icn9700.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);

最后

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  • 鸿蒙NaPi组件进阶

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  • ……

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总结

总的来说，华为鸿蒙不再兼容安卓，对中年程序员来说是一个挑战，也是一个机会。只有积极应对变化，不断学习和提升自己，他们才能在这个变革的时代中立于不败之地。 

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&#x1f389;**欢迎来到我的技术世界&#xff01;**&#x1f389; &#x1f4d8; 博主小档案&#xff1a; 一名来自世界500强的资深程序媛&#xff0c;毕业于国内知名985高校。 &#x1f527; 技术专长&#xff1a; 在深度学习任务中展现出卓越的能力&#xff0c;包括但不限于…
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二叉搜索树--搜索二维矩阵 II

二叉搜索树--搜索二维矩阵 II

题目描述 编写一个高效的算法来搜索 m * n 矩阵 matrix 中的一个目标值 target 。该矩阵具有以下特性&#xff1a; 每行的元素从左到右升序排列。每列的元素从上到下升序排列。 示例 1&#xff1a; 输入&#xff1a;matrix [[1,4,7,11,15],[2,5,8,12,19],[3,6,9,16,22],[10,…
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Python之旅（一）——常量、变量、动态类型

Python之旅（一）——常量、变量、动态类型

文章目录 Python背景知识Python用途Python的优缺点Python前景&#xff08;钱景&#xff09; 常量和表达式变量与类型变量的定义变量命名的规则变量的使用变量的类型整数 int浮点数 float字符串布尔其他(暂不介绍&#xff09; 动态类型 标黄部分是和C语言不同的部分Python背景知…
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在mysql中如何更新数据呢？

在mysql中如何更新数据呢？

如何更新一条数据&#xff1f; 在 MySQL 中&#xff0c;更新一条数据可以使用 UPDATE 语句。以下是更新一条数据的基本语法&#xff1a; UPDATE table_name SET column1 value1, column2 value2,... WHERE condition;其中&#xff1a; table_name&#xff1a;要更新的表的…
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