基于ARM處理器S3C2440A的便攜式視頻展示臺(tái)的設(shè)計(jì)
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3．3 VGA驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案
3．3．1 LCD幀緩沖設(shè)備驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
幀緩沖是Linux為顯示設(shè)備提供的一個(gè)接口，它把一些顯示設(shè)備描述成一個(gè)緩沖區(qū)，允許應(yīng)用程序通過FrameBuffer定義好的接口訪問這些圖形設(shè)備，而不用去關(guān)心具體的硬件細(xì)節(jié)。對(duì)于幀緩沖設(shè)備而言，只要在顯示緩沖區(qū)與顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng)的區(qū)域?qū)懭腩伾?，?duì)應(yīng)的顏色就會(huì)自動(dòng)的在屏幕上顯示。LCD控制器驅(qū)動(dòng)是VGA設(shè)備驅(qū)動(dòng)的核心，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的linux2．6內(nèi)核下的framebuffer設(shè)備驅(qū)動(dòng)。在VGA驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的過程中首要的是配置LCD控制器。而在配置LCD控制器中最重要的一步則是幀緩沖區(qū)(FrameBuffer)的指定。因此，驅(qū)動(dòng)幀緩沖是實(shí)現(xiàn)是整個(gè)驅(qū)動(dòng)開發(fā)過程的重點(diǎn)。幀緩沖驅(qū)動(dòng)需要完成的的工作主要有5個(gè)部分：編寫初始化函數(shù)，編寫成員函數(shù)，讀寫，映射，輸入輸出控制。
1)初始化LCD控制器
通過寫寄存器，設(shè)置顯示模式和顏色數(shù)，然后分配LCD顯示緩沖區(qū)。緩沖區(qū)大小為：點(diǎn)陣行數(shù)×點(diǎn)陣列數(shù)×用于表示一個(gè)像素的比特?cái)?shù)／8。緩沖區(qū)通常分配在大容量的片外SDRAM中，起始地址保存在LCD控制寄存器中。文中采用的LCD顯示方式為800x600，需要分配的顯示緩沖區(qū)為960 KB。最后是初始化一個(gè)fb_info結(jié)構(gòu)，填充其中的成員變量，并調(diào)用register_framebuffer(tb_info)，將fb_info登記入內(nèi)核。
2)編寫成員函數(shù)
該函數(shù)主要用于編寫fb_info()結(jié)構(gòu)體中指針fb_ops()對(duì)應(yīng)的底層操作函數(shù)，主要是3個(gè)函數(shù)：
以上這些函數(shù)都是用來獲取fb_info()中的成員變量的，當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用ioctl()操作時(shí)將會(huì)調(diào)用這些函數(shù)。
讀寫函數(shù)就是用來讀寫屏幕緩沖區(qū)，地址映射操作可以將文件的內(nèi)容映射到用戶空間，這樣用戶就可以通過讀寫這段地址來訪問緩沖區(qū)了。輸入輸出操作就是設(shè)備文件ioctl()讀取和設(shè)置顯示設(shè)備的參數(shù)，具體的ioctl()的實(shí)現(xiàn)由底層驅(qū)動(dòng)程序來完成。
3．3．2 根據(jù)VGA時(shí)序設(shè)定LCD控制器寄存器
本便攜式視頻展示臺(tái)選擇SVGA顯示，像素時(shí)鐘信號(hào)VCLK為40 MHz，分辨率為800x600，幀頻率為60 Hz，16位真色彩顯示，SVGA時(shí)序如下圖所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201610/306063.htm
根據(jù)圖3、圖4所示SVGA顯示時(shí)序的特點(diǎn)，對(duì)LCD控制器中的控制寄存器進(jìn)行如下配置。
1)LCDCON1寄存
CLKVAL：確定VCLK頻率的參數(shù)。公式為VCLK=HCLK／[(CLKVAL+1)x2]，在本設(shè)計(jì)中S3C2440A的HCLK=100MHz，VCLK=40 MHz，故需設(shè)置CLKVAL=0．25，設(shè)置BPPMODE=0xC，即選擇TFT 16位模式。
2)LCDCON2寄存器
VBPD：確定幀同步信號(hào)和幀數(shù)據(jù)傳輸前的時(shí)延，是幀數(shù)據(jù)傳輸前延遲時(shí)間和行同步時(shí)鐘間隔寬度的比值，如圖4所示，VBPD=p／c=0．6 ms／20 μs=30。
VFPD：確定幀數(shù)據(jù)傳輸完成后到下一幀同步信號(hào)到來的一段延時(shí)，是幀數(shù)據(jù)傳輸后延遲時(shí)間和行同步時(shí)鐘間隔寬度的比值，VFPD=r／c= 0．026 ms／20μs=10。
LINEVAL：確定顯示的垂直方向大小，LINEVAL=YSIZE-1=599。
VSPW：確定幀同步時(shí)鐘脈沖寬度，是幀同步信號(hào)時(shí)鐘寬度和行同步時(shí)鐘間隔寬度的比值，VSPW=o／c=0．1 ms／20μs=5。
3)LCDCON3寄存器
HBPD：確定行同步信號(hào)和行數(shù)據(jù)傳輸前的延時(shí)，描述行數(shù)據(jù)傳輸前延遲時(shí)間內(nèi)VCLK脈沖個(gè)數(shù)，HBPD=bxVCLK=2．2μsx40 MHz=88。
HOZAL：確定顯示的水平方向尺寸。這里HOZAL=XSIZE-1=799。
HFPD：確定行數(shù)據(jù)傳輸完成后到下一行同步信號(hào)到來的一段延遲時(shí)間，描述行數(shù)據(jù)傳輸后延遲時(shí)間內(nèi)VCLK脈沖個(gè)數(shù)，HFPD=dxVCLK=1 μsx40 MHz=40。
4)LCDCON4寄存器
HSPW：確定行同步時(shí)鐘脈沖寬度。描述行同步脈沖寬度時(shí)間內(nèi)VCLK脈沖個(gè)數(shù)，HSPW=axVCLK=3．2μsx40 MHz=128。
5)LCDCON5寄存器
BPP24BL：確定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式。此處設(shè)置BPP24BL=0x0，即選擇小端模式存放。
FRM565：確定16位數(shù)據(jù)輸出格式。設(shè)置FRM565=0x1，即選擇5：6：5的輸出格式。
4 結(jié)束語
文中根據(jù)市場(chǎng)對(duì)視頻展示臺(tái)的大量需求現(xiàn)狀，提出了基于ARM9的S3C2440的便攜式視頻展示臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。與用CPLD／FPGA來實(shí)現(xiàn)VGA顯示的系統(tǒng)相比，本方案節(jié)約成本和資源，且接口電路簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活、可靠。由本方案做成的視頻展示臺(tái)體積小，易于攜帶。本方案經(jīng)過Linux軟件測(cè)試論證，方案切實(shí)可行，對(duì)實(shí)物、圖片、文檔或者過程的顯示效果清晰，無抖動(dòng)。
評(píng)論