Qualcomm msm8916 MIPI to RGB 调试

简介

屏的接口种类非常多，常见的包括 RGB、HDMI、VGA、LVDS、EDP、MIPI等接口。
其中，在 Android 移动设备上，大多采用的是MIPI接口。
某些时候，由于某种需求，需要将 Android 设备上的 MIPI 数据显示到其他接口的屏上，此时，则需要利用相关转换芯片将 MIPI 接口的数据转换成其他接口的数据。
在 msm8916 上有过这样的需求：将 MIPI 数据转换成 RGB 进行输出，当时采用的转换芯片是 ICN6211。以下记录之。

RGB 简介

R(红)、G(绿)、B(蓝)是自然界三原色，三原色按照不同比例进行相加，混合成不同的颜色。
RGB其取值范围分别为0~255，其值越大，则越亮，当RGB都取值为255时，则为白色。相反全为0时，则为黑色。
而RGB接口就是分三原色进行输入的图形视频接口，也叫作色差分量接口。

RGB 接口中包括三大类信号：数据信号、时钟信号和控制信号。

数据信号，通过数据线传输，一般分为6 bit 或者 8 bit传输(R0_R5/G0G5/B0~B5 或 R0_R7/G0G7/B0~B7)，也即是数据信号线分为18根或者24根
时钟信号，特指像素时钟信号，传输数据和对数据信号进行读取的基准。
控制信号，包括数据使能信号DE(或有效显示数据选通信号)、行同步信号HS、帧同步信号VS

ICN6211 简介

ICN6211 是一款 MIPI 转 RGB 的芯片，下面是它的简要特性:

其最高支持 MIPI DSI 的4 Lane 输入；当4lane输入时，其支持的最大带宽为1GBps
其能对 MIPI DSI的 RGB565-16bpp、RGB666-18bpp 以及 RGB888-24bpp 的数据包进行解码转换
其能输出 18 bpp 或者 24 bpp 像素的 RGB 图形数据，像素时钟的范围在 5MHz ~ 154MHz
其支持的最大分辨率为 FHD(1920x1080p) 以及 WUXGA(1920x1200p)
支持 I2C 接口

icn6211 Functional Block Diagram

System Application Diagram

屏的显示分为两部分，一部分是开机显示厂商 logo，一部分是系统启动完毕后正常的显示。下面就这两部分的开发细节进行介绍。

添加 MIPI 转 RGB 支持

针对 MIPI 接口的屏，屏的配置参数通过 DATA0-、DATA0+ 这对数据线下发到屏端。
如果初始化正确，则切换到 HS 模式下，直接把数据从DATA0~DATA3刷出去即可。
那么针对 ICN6211-MIPI-RGB 的屏，又是怎么操作的呢？其实也非常简单，在给定 ICN6211 正确的电压后，将屏的配置参数通过 ICN6211 的I2C下发到屏端即可。
后续数据的传输则不再需要操心。

ICN6211 参数图

bootloader

在 mdss_dsi_panel_initialize() 函数中，会下发屏的配置参数。
它原本是调用 MIPI 接口函数 mipi_dsi_cmds_tx() 去下发的参数，在这里改成或者添加 I2C 的传输接口即可。

int mdss_dsi_panel_initialize(struct mipi_dsi_panel_config *pinfo, uint32_tbroadcast)
{if (pinfo->i2c_cmds_table) {mipi_i2c_cmds_tx(pinfo->i2c_cmds_table);}
}static struct qup_i2c_dev  *i2c_dev;
static int qrd_lcd_i2c_write(int addr, int reg, int val)
{int ret = 0;uint8_t data_buf[] = { reg, val };/* Create a i2c_msg buffer, that is used to put the controller into writemode and then to write some data. */struct i2c_msg msg_buf[] = { {addr,I2C_M_WR, 2, data_buf}};ret = qup_i2c_xfer(i2c_dev, msg_buf, 1);if(ret < 0) {dprintf(CRITICAL, "qup_i2c_xfer error %d\n", ret);return ret;}return 0;
}/*write i2c command*/int mipi_i2c_cmds_tx(struct i2c_on_command_table *i2c_cmds_table)
{int i = 0;i2c_dev = qup_blsp_i2c_init(BLSP_ID_1, QUP_ID_1, 100000, 19200000);if(!i2c_dev) {dprintf(CRITICAL, "qup_blsp_i2c_init failed \n");ASSERT(0);}for(i = 0; i < i2c_cmds_table->cmds_cnt; i++){qrd_lcd_i2c_write(i2c_cmds_table->slave_addr, i2c_cmds_table->cmds_list[i].reg, i2c_cmds_table->cmds_list[i].val);}
}

当然，pinfo->i2c_cmds_table 这个table,按照 qcom 的屏处理流程，它是在 msm8916/oem_panel.c 里面进行处理的，下面直接贴出处理代码片段：

case ICN6211_QHD_VIDEO_PANEL:panelstruct->paneldata    = &icn6211_qhd_video_panel_data;panelstruct->panelres     = &icn6211_qhd_video_panel_res;panelstruct->color        = &icn6211_qhd_video_color;panelstruct->videopanel   = &icn6211_qhd_video_video_panel;panelstruct->commandpanel = &icn6211_qhd_video_command_panel;panelstruct->state        = &icn6211_qhd_video_state;panelstruct->laneconfig   = &icn6211_qhd_video_lane_config;panelstruct->paneltiminginfo= &icn6211_qhd_video_timing_info;panelstruct->panelresetseq= &hx8389b_qhd_video_reset_seq;pinfo->mipi.i2c_cmds_table = &icn6211_i2c_on_command_table; pinfo->mipi.i2c_cmds_table->cmds_cnt = ICN6211_QHD_VIDEO_ON_COMMAND;pinfo->mipi.i2c_cmds_table->slave_addr = ICN6211_I2C_SLAVE_ADDR;pinfo->mipi.i2c_cmds_table->blsp_id = I2C_BLSP_ID;pinfo->mipi.i2c_cmds_table->qup_id = I2C_QUP_ID;panelstruct->backlightinfo = &icn6211_qhd_video_backlight;memcpy(phy_db->timing,icn6211_qhd_video_timings, TIMING_SIZE);break;

kernel

在 msm8916 的 kernel 部分，对一个屏驱动的处理分为三步：

解析该屏的设备树文件(DTSI)
注册屏初始化命令传输接口
下发初始化命令，使能 Panel

下面就一步一步的来看怎么添加的:

解析 I2C 命令

 static int mdss_panel_parse_dt(struct device_node *np,struct mdss_dsi_ctrl_pdata *ctrl_pdata){//...rc = of_property_read_string(np,"qcom,mdss-command-access", &data);if (!rc && !strcmp(data, "i2c")) {  /*the property is self defined, it may not exist in some dts configure*/                                          ctrl_pdata->cmd_access = CMD_ACCESS_I2C;ctrl_pdata->i2c_handle = mdss_get_icn6211_i2c_client();if (!ctrl_pdata->i2c_handle){pr_err("ctrl_pdata->i2c_handle is null\n");//goto error;   /*modified by fangchengbing  return error will lead to crash*/}mdss_i2c_parse_dcs_cmds(np, &ctrl_pdata->i2c_on_cmds, "qcom,mdss-i2c-on-command");} else {  /*normal flow*///....}}/*** @brief parse i2c command in dtsi file, format [%d %d] ==> [reg, val]* store them in struct i2c_cmd_list** @param np* @param pcmds where i2c will store* @param cmd_key flag contain i2c command** @return */static int mdss_i2c_parse_dcs_cmds(struct device_node *np,struct i2c_cmd_list *pcmds, char *cmd_key){const char *data;int blen = 0;char *buf;int i = 0, j = 0;data = of_get_property(np, cmd_key, &blen);if (!data) {pr_err("%s: failed, key=%s\n", __func__, cmd_key);return -ENOMEM;}if (blen < 0 && blen / 2 == 1)pr_err("%s format err\n", cmd_key);pr_debug("mdss_i2c_parse_dcs_cmds blen = %d\n", blen);buf = kzalloc(sizeof(char) * blen, GFP_KERNEL);if (!buf)return -ENOMEM;memcpy(buf, data, blen);pcmds->cmds = kzalloc(sizeof(struct i2c_ctrl_hdr) * blen / 2, GFP_KERNEL);pcmds->cmds_cnt = blen / 2;for (i = 0; i < blen; i+=2){j = i / 2;pcmds->cmds[j].reg = buf[i];pcmds->cmds[j].val = buf[i+1];}return 0;}

控制器初始化时，注册屏初始化命令表:

 void mdss_dsi_ctrl_init(struct mdss_dsi_ctrl_pdata *ctrl){//...if (ctrl->cmd_access == CMD_ACCESS_DSI)ctrl->cmdlist_commit = mdss_dsi_cmdlist_commit;else if (ctrl->cmd_access == CMD_ACCESS_I2C)ctrl->cmdlist_commit = mdss_i2c_cmdlist_commit;//...}/*** @brief  write i2c command to mipi@rgb chip** @param ctrl include i2c_client* @param from_mdp not important** @return */int mdss_i2c_cmdlist_commit(struct mdss_dsi_ctrl_pdata *ctrl, int from_mdp){int rc = 0;int i = 0;struct i2c_cmd_list on_cmds;on_cmds = ctrl->i2c_on_cmds;mutex_lock(&ctrl->cmd_mutex);if (ctrl->i2c_handle) {for (i = 0; i < on_cmds.cmds_cnt; i++){rc = i2c_smbus_write_byte_data(ctrl->i2c_handle, on_cmds.cmds[i].reg, on_cmds.cmds[i].val);if (rc < 0) {mutex_unlock(&ctrl->cmd_mutex);return rc;}}}mutex_unlock(&ctrl->cmd_mutex);return rc;}

下发屏参数命令

 static int mdss_dsi_panel_on(struct mdss_panel_data *pdata){//...if (ctrl->cmd_access == CMD_ACCESS_DSI) {if (ctrl->on_cmds.cmd_cnt)mdss_dsi_panel_cmds_send(ctrl, &ctrl->on_cmds);} else if (ctrl->cmd_access == CMD_ACCESS_I2C) {if (ctrl->i2c_on_cmds.cmds_cnt)ctrl->cmdlist_commit(ctrl, 0);}//...}

注意!

最重要的有一点不要忘记，平台需要利用 I2C 总线去下发屏初始化参数，根据 I2C 协议，需要给定 I2C 设备在总线上的地址：

在 bootloader 里直接配置上 0x2C 即可，在 kernel 里面，dtsi 中配置如下:

i2c@78b6000 {icn6211_mipi_rgb@2C {compatible = "qcom,icn6211_mipi_rgb";reg = <0x2C>;};};

总结

其实 MIPI 转 RGB 的修改点不多，也不难。就一个地方：初始化命令通过 MIPI 的 DATA0 下发，转移到了 I2C 下发。

2016-08-15

后志

实际上，当年这种做法，并不适合平台间的移植。在今天看来，我们可以把 mipi-2-rgb 分解为两部分：数据流部分和控制流部分。
所谓数据流，其实就是平台数据的输出，对于平台来说，无论外围是 mipi lcd 还是 rgb转换芯片亦或是 hdmi 转换芯片，平台只需要把符合要求的 mipi 数据，通过 mipi lane 丢出去就可以了，至于mipi数据怎么转换成 rgb 数据，那就不是平台的事情了，是外带的转换芯片的事情了。
所谓控制流，其实就是通过 i2c 下发控制命令初始化 rgb 、hdmi 转换芯片的事情。相对于平台来说，转换芯片，无非就是一个i2c或者spi或者其他总线的外设而已，就是一个i2c子设备而已，它无需要多么复杂的逻辑来控制。
那么二者合一，即数据流和控制流加在一起，代码处理，完全没必要按照当年的做法来到处修改，对于mipi来说，按照真实的mipi lcd造一个 fake lcd dtsi 设备树给平台，骗过平台，让平台误认为外面是一个 mipi lcd，可以输出 mipi 数据即可；而针对转换芯片来说，开机上电，按照 i2c 子设备的加载方式，单独一个驱动，处理即可。当然，后面工程中，实际上也是按照这个思路来处理的。

附加一句：在 mipi-2-rgb lcd的基础上，去理解 camera 外设调试，道理亦然。差别在于两点：1.camera的是输入方向；2.camera的上电时序比较严格。仅此而已。
2020-2-14