Linux内核MIPI LCD驱动移植过程是怎样的？

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2022-1-19 07:52:12　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答 hjhdf 该类别下有 12 个回答。邀请回答 efwedfd 该类别下有 12 个回答。邀请回答小华同学该类别下有 12 个回答。邀请回答 jsqueh 该类别下有 12 个回答。邀请回答红旧衫该类别下有 12 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报纯纯纯牛奶相关推荐 • 基于Linux操作系统下的MIPI触摸屏设备驱动移植配置过程是如何实现的 1094 • 怎样去移植linux内核呢 1030 • 如何使用M7内核控制iMX8MN上的显示？ 329 • 基于Linux操作系统下的触摸屏设备驱动是怎样移植的 1084 • 如何在Firefly-RK3399上编译和移植Linux内核和Ubuntu16.04 rootfs？ 2542 • 开发板移植MIPI LCD显示屏失败 3646 • 嵌入式Linux下的LCD驱动程序怎么编写？ 2261 • 怎样去移植基于Linux操作系统下的蓝牙设备驱动呢 1315 • 基于ARM+Linux触摸屏设备驱动程序设计 5408 • 如何将uboot-2020和Linux5.4.1移植到OK210？ 556 1个回答

本文章为《STM32MP157 Linux系统移植开发篇》系列中的一篇，笔者使用的开发平台为华清远见FS-MP1A开发板（STM32MP157开发板）。stm32mp157是ARM双核，2个A7核，1个M4核，A7核上可以跑Linux操作系统，M4核上可以跑FreeRTOS、RT-Thread等实时操作系统，STM32MP157开发板所以既可以学嵌入式linux，也可以学stm32单片机。

针对FS-MP1A开发板，除了Linux系统移植篇外，还包括其他多系列教程，包括Cortex-A7开发篇、Cortex-M4开发篇、扩展板驱动移植篇、Linux应用开发篇、FreeRTOS系统移植篇、Linux驱动开发篇、硬件设计篇、人工智能机器视觉篇、Qt应用编程篇、Qt综合项目实战篇等。

1.实验原理

DSI(Display Serial Interface)，是有MIPI联盟定义的一组通信协议的一部分，MIPI DSI主机控制器是一个数字核心，实现MIPI DSI规范中定义的所有协议功能。它提供了系统和MIPI D_PHY中间的接口，允许用户和符合DSI的显示器进行通信。STM32MP157A系列芯片集成MIPI DSI主机控制器。
MIPI®DSI主机包括内部连接到LTDC的专用视频接口以及一个通用的APB接口，可用于向显示器传输信息。

FS-MP1A提供两组LCD显示接口，分别是RGB和MIPI接口，本节介绍如何在Linux中完成MIPI LCD的支持。

上图为MIPI LCD的接口，接口信号线分为两组，分别是由DSI_D0P、DSI_D0N、DSI_D1P、DSI_D1N、DSI_CKP、DSI_CKN、DSI_TE、DSI_RST、LCD_PWM组成的LCD接口和由I2C2_SCL、I2C2_SDA、TP_RST、TP_IRQ组成的触摸屏接口，本节介绍LCD的支持。
DSI_D0P、DSI_D0N、DSI_D1P、DSI_D1N、DSI_CKP、DSI_CKN是DSI-MIPI的信号线，DSI_TE未使用，DSI_RST是LCD屏复位信号LCD_PWM是背光控制信号。
MIPI LCD接口管脚对应关系：

原理图网络编号	对应管脚	管脚功能	管脚功能码
DSI_D0P	DSI_D0P	DSI_D0P	DSI信号线对应管脚为单一功能管脚
DSI_D0N	DSI_D0N	DSI_D0N
DSI_D1P	DSI_D1P	DSI_D1P
DSI_D1N	DSI_D1N	DSI_D1N
DSI_CKP	DSI_CKP	DSI_CKP
DSI_CKN	DSI_CKN	DSI_CKN
DSI_TE	PC6	IO
DSI_RST	PG9	IO
LCD_PWM	PA5	TIM2_CH1	AF1

PWM设备节点

参考文档：
Documentation/devicetree/bindings/pwm/pwm-stm32.txt
内核中ST对STM32MP15x系列芯片的设备树资源了做了定义，可参见：
arch/arm/boot/dts/stm32mp151.dtsi
stm32mp151中timers2定义如下：
timers2: timer@40000000 {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
compatible = "st,stm32-timers";
reg = <0x40000000 0x400>;
clocks = <&rcc TIM2_K>;
clock-names = "int";
dmas = <&dmamux1 18 0x400 0x80000001>,
<&dmamux1 19 0x400 0x80000001>,
<&dmamux1 20 0x400 0x80000001>,
<&dmamux1 21 0x400 0x80000001>,
<&dmamux1 22 0x400 0x80000001>;
dma-names = "ch1", "ch2", "ch3", "ch4", "up";
status = "disabled";

pwm {
compatible = "st,stm32-pwm";
#pwm-cells = <3>;
status = "disabled";
};

timer@1 {
compatible = "st,stm32h7-timer-trigger";
reg = <1>;
status = "disabled";
};

counter {
compatible = "st,stm32-timer-counter";
status = "disabled";
};
};
上述代码只对timers5做了基本的初始化，并没有针对不同的硬件设计做适配，所以需结合硬件补全设备树节点信息。
参考文档或stm32mp15xx-dkx.dtsi对于i2c设备节点的描述，增加timers内容如下：
&timers2 {
/* spare dmas for other usage */
/delete-property/dmas;
/delete-property/dma-names;
status = "okay";
pwm2: pwm {
pinctrl-0 = <&pwm2_pins_b>;
pinctrl-1 = <&pwm2_sleep_pins_b>;
pinctrl-names = "default", "sleep";
#pwm-cells = <2>;
status = "okay";
};
timer@2 {
status = "disabled";
};
};
stm32mp15-pinctrl.dtsi对于pwm2的描述与FS-MP1A所使用管脚不一致，所以无法直接使用，需参考其增加如下内容：
pwm2_pins_b: pwm2-0 {
pins {
pinmux = ; /* TIM2_CH1 */
bias-pull-down;
drive-push-pull;
slew-rate = <0>;
};
};
pwm2_sleep_pins_b: pwm1-sleep-0 {
pins {
pinmux = ; /* TIM2_CH1 */
};
};

背光设备节点

参考文档：
Documentation/devicetree/bindings/leds/backlight/pwm-backlight.txt
Documentation/devicetree/bindings/leds/backlight/gpio-backlight.txt
FS-MP1A背光可以通过GPIO驱动也可通过PWM2的通道1驱动，可以对比参考文档或内核中其他设备树关于背光的定义。
GPIO驱动背光节点内容如下：
panel_backlight: panel-backlight {
compatible = "gpio-backlight";
gpios = <&gpiod 13 GPIO_ACTIVE_LOW>;
default-on;
status = "okay";
};
PWM驱动背光节点内容如下：
panel_backlight: panel-backlight {
compatible = "pwm-backlight";
pwms = <&pwm2 0 5000000>;
brightness-levels = <0 4 8 16 32 64 128 255>;
default-brightness-level = <6>;
status = "okay";
};

LTDC设备节点

参考文档：
Documentation/devicetree/bindings/display/st,stm32-ltdc.txt
由于前面章节已经对LTDC做了讲解，并且已经增加了LTDC的设备节点，本节只需在原有基础上增加DSI对应的数据通道即可。

status = "okay";

port {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;

ltdc_ep1_out: endpoint@1 {
reg = <1>;
remote-endpoint = <&dsi_in>;
};
};
};

Panel设备树节点

参考文档
Documentation/devicetree/bindings/display/panel/panel-dsi-cm.txt
结合参考文档及内核中STM32MP157其他设备树文件，Panel设备树节点为：
panel: panel@0 {
compatible = "sitronix,st7701";
reg = <0>;
reset-gpios = <&gpiog 9 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
power-supply = <&v3v3>;
status = "okay";

port {
panel_in: endpoint {
remote-endpoint = <&dsi_out>;
};
};
};

DSI设备树节点

参考文档：
Documentation/devicetree/bindings/display/mipi-dsi-bus.txt
内核中ST对STM32MP15x系列芯片的设备树资源了做了定义，可参见：
arch/arm/boot/dts/stm32mp157.dtsi
stm32mp157中dsi定义如下：
dsi: dsi@5a000000 {
compatible = "st,stm32-dsi";
reg = <0x5a000000 0x800>;
phy-dsi-supply = <®18>;
clocks = <&rcc DSI_K>, <&scmi0_clk CK_SCMI0_HSE>, <&rcc DSI_PX>;
clock-names = "pclk", "ref", "px_clk";
resets = <&rcc DSI_R>;
reset-names = "apb";
status = "disabled";
};
上述代码只对dsi做了基本的初始化，并没有针对不同的硬件设计做适配，所以需结合硬件补全设备树节点信息。补齐后内容如下：
&dsi {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
status = "okay";

ports {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;

port@0 {
reg = <0>;
dsi_in: endpoint {
remote-endpoint = <;
};
};

port@1 {
reg = <1>;
dsi_out: endpoint {
remote-endpoint = <&dsi_panel_in>;
};
};
};

panel_dsi: panel-dsi@0 {
compatible = "sitronix,st7701";
reg = <0>;
reset-gpios = <&gpiog 9 GPIO_ACTIVE_LOW>;
backlight = <&panel_backlight>;
power-supply = <&v3v3>;
status = "okay";

port {
dsi_panel_in: endpoint {
remote-endpoint = <&dsi_out>;
};
};
};
};
2.实验目的

熟悉基于Linux操作系统下的MIPI-LCD设备驱动移植配置过程。
3.实验平台

华清远见开发环境，FS-MP1A平台；
4.实验步骤

导入交叉编译工具链

linux@ubuntu:$ source /opt/st/stm32mp1/3.1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24/environment-setup-cortexa7t2hf-neon-vfpv4-ostl-linux-gnueabi

添加MIPI-LCD驱动

FS-MP1A配套MIPI屏幕主控芯片是st7701，内核中并没有提供其的驱动，所以需要移植st7701的驱动
将【华清远见-FS-MP1A开发资料2-程序源码4-Linux系统移植4-移植相关文件2-Linux内核移植st7701驱动】下的panel-sitronix-st7701.c复制到内核源码下的drivers/gpu/drm/panel/目录下。
linux@ubuntu $> cp panel-sitronix-st7701.c drivers/gpu/drm/panel/

添加pwm2内容

修改stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi，在stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi文件末尾添加如下内容：
&timers2 {
/* spare dmas for other usage */
/delete-property/dmas;
/delete-property/dma-names;
status = "okay";
pwm2: pwm {
pinctrl-0 = <&pwm2_pins_b>;
pinctrl-1 = <&pwm2_sleep_pins_b>;
pinctrl-names = "default", "sleep";
#pwm-cells = <2>;
status = "okay";
};
timer@2 {
status = "disabled";
};
};

&pinctrl {
pwm2_pins_b: pwm2-0 {
pins {
pinmux = ; /* TIM2_CH1 */
bias-pull-down;
drive-push-pull;
slew-rate = <0>;
};
};
pwm2_sleep_pins_b: pwm1-sleep-0 {
pins {
pinmux = ; /* TIM2_CH1 */
};
};
};

添加背光内容

修改stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi，在根节点中添加如下内容：
panel_backlight: panel-backlight {
compatible = "pwm-backlight";
pwms = <&pwm2 0 5000000>;
brightness-levels = <0 4 8 16 32 64 128 255>;
default-brightness-level = <6>;
status = "okay";
};

增加设备树文件

由于MIPI LCD并非FS-MP1A必须配置，本节增加一个设备树文件，对应增加了屏幕的设备。
在内核的arch/arm/boot/dts目录下新建文件stm32mp157a-fsmp1a-mipi050.dts文件并添加如下内容：
#include "stm32mp157a-fsmp1a.dts"

/ {
model = "HQYJ STM32MP157 FSMP1A MIPI Discovery Board";
compatible = "st,stm32mp157a-dk1", "st,stm32mp157";
};
由于增加了新的设备树文件需修改arch/arm/boot/dts/Makefile，在文件中增加新的条目，红色字体部分为增加内容
dtb-$(CONFIG_ARCH_STM32) +=
…..
stm32mp157a-dk1.dtb
stm32mp157a-fsmp1a.dtb
stm32mp157a-fsmp1a-mipi050.dtb
stm32mp157d-dk1.dtb

添加ltdc内容

修改stm32mp157a-fsmp1a-mipi050.dts，在文件末尾添加如下内容：

status = "okay";

port {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;

ltdc_ep1_out: endpoint@1 {
reg = <1>;
remote-endpoint = <&dsi_in>;
};
};
};

添加dts内容

修改stm32mp157a-fsmp1a-mipi050.dts，在文件末尾添加如下内容：
&dsi {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
status = "okay";

ports {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;

port@0 {
reg = <0>;
dsi_in: endpoint {
remote-endpoint = <;
};
};

port@1 {
reg = <1>;
dsi_out: endpoint {
remote-endpoint = <&dsi_panel_in>;
};
};
};

panel_dsi: panel-dsi@0 {
compatible = "sitronix,st7701";
reg = <0>;
reset-gpios = <&gpiog 9 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
power-supply = <&v3v3>;
status = "okay";

port {
dsi_panel_in: endpoint {
remote-endpoint = <&dsi_out>;
};
};
};
};

配置内核

配置内核支持st7701，并列出主要选项，如下：
linux@ubuntu:$ make menuconfig
Device Drivers --->
Graphics support --->
<*> Direct Rendering Manager (XFree86 4.1.0 and higher DRI support) --->
<*> DRM Support for STMicroelectronics SoC Series
<*> STMicroelectronics specific extensions for Synopsys MIPI DSI
Display Panels --->
<*> Sitronix ST7701 panel driver
Backlight & LCD device support --->
<*> Generic PWM based Backlight Driver
<*> Generic GPIO based Backlight Driver

增加启动项

在虚拟机/tftpboot /tftpboot/pxelinux.cfg/01-00-80-e1-42-60-17末尾添加
LABEL stm32mp157a-fsmp1a-mipi
KERNEL /uImage
FDT /stm32mp157a-fsmp1a-mipi050.dtb
APPEND root=/dev/mmcblk1p4 rootwait rw console=ttySTM0,115200