嵌入式Linux下的LCD驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著嵌入式Linux的迅速發(fā)展，由于其沒有昂貴的版權(quán)費(fèi)，完全開放源代碼，可裁減性與可移植性，因此是開發(fā)嵌入式產(chǎn)品的優(yōu)秀操作系統(tǒng)平臺(tái)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是Linux內(nèi)核的重要組成部分，運(yùn)行在Linux內(nèi)核底層，在內(nèi)核源代碼中占較大比例，驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)逐漸成為嵌入式軟件開發(fā)中一項(xiàng)重要工作。應(yīng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的需要完成了嵌入式Linux下的LCD驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。

1 Linux下設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序
驅(qū)動(dòng)程序從字面上可以理解為一類程序，這類程序的目的一般是驅(qū)動(dòng)硬件正常工作，所以通常所說的驅(qū)動(dòng)程序都是針對(duì)特定的硬件來編寫的。Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是為特定的硬件提供給用戶程序的一組標(biāo)準(zhǔn)化接口，它隱藏了設(shè)備工作的細(xì)節(jié)。Linux系統(tǒng)下驅(qū)動(dòng)程序是運(yùn)行在內(nèi)核態(tài)的，是和內(nèi)核連接在一起的程序。如果運(yùn)行在用戶態(tài)的應(yīng)用程序想控制硬件設(shè)備，必須通過驅(qū)動(dòng)程序來控制。
Linux系統(tǒng)的設(shè)備分為3種類型，分別是字符設(shè)備、塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。文中所涉及的LCD驅(qū)動(dòng)屬于字符型設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。在對(duì)字符設(shè)備發(fā)出讀、寫請(qǐng)求時(shí)，實(shí)際的硬件I／O一般就緊接著發(fā)生了。Linux系統(tǒng)訪問設(shè)備就像訪問文件一樣，例如打開關(guān)閉設(shè)備系統(tǒng)調(diào)用open()和close()函數(shù)。在Linux內(nèi)核中，字符設(shè)備使用struct file_operations結(jié)構(gòu)來定義設(shè)備的各種操作集合。編寫字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，主要是實(shí)現(xiàn)str-uct file_operations結(jié)構(gòu)中的各個(gè)函數(shù)。

2 基于FFamebuffer的LCD驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
2．1 LCD簡(jiǎn)介
設(shè)計(jì)中采用的嵌入式微處理器是Samsung公司的S3C2410，LCD控制器主要用于傳輸顯示數(shù)據(jù)和產(chǎn)生控制信號(hào)，用戶只需通過讀寫一系列寄存器即可完成配置和顯示控制，圖1是S3C2410平臺(tái)LCD控制器的結(jié)構(gòu)圖。

其各個(gè)信號(hào)描述及功能如表1所示。

2．2 Framebutfvr概述
Framebuffer即幀緩沖，是圖形設(shè)備的一個(gè)提取或抽象，他把一些視頻設(shè)備描繪成一個(gè)緩沖區(qū)，允許應(yīng)用程序通過Framebuffer所定義的良好接口訪問圖形設(shè)備。Framebuffer是出現(xiàn)在Linux2．2．xx內(nèi)核當(dāng)中的一種驅(qū)動(dòng)程序接口。Linux工作在保護(hù)模式下，所以用戶態(tài)進(jìn)程無法像DOS那樣使用顯卡BIOS里提供的中斷調(diào)用來實(shí)現(xiàn)直接寫屏，Linux抽象出Framebuffer這個(gè)設(shè)備供用戶態(tài)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)直接寫屏。Framebuffer機(jī)制模仿顯卡的功能，將顯卡硬件結(jié)構(gòu)抽象化，可以通過Framebuffer的讀寫直接對(duì)顯存進(jìn)行操作。用戶可以將Framebuffer看成是顯示內(nèi)存的一個(gè)映像，將其映射到進(jìn)程地址空間之后，就可以直接進(jìn)行讀寫操作，而寫操作可以立即反應(yīng)在屏幕上。這種操作是抽象、統(tǒng)一的，用戶不必關(guān)心物理顯存的位置、換頁機(jī)制等具體細(xì)節(jié)，這些由Framebuffer設(shè)備驅(qū)動(dòng)完成。