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【調(diào)試筆記】韋東山：在100ASK_IMX6ULL板子上支持其他型號(hào)的屏幕

2020-03-15 18:19 作者:韋東山 0人讀過(guò) | 我要投稿

作者：韋東山

很多學(xué)員有過(guò)STM32的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，他們手上的開發(fā)板很多，LCD也很多。
一個(gè)LCD還挺貴的，他們問(wèn)，100ask_imx6ull開發(fā)板能否兼容其他廠家的LCD？最近我們一直在調(diào)試這個(gè)問(wèn)題。所以就有了本文。

1. 我擔(dān)心這有點(diǎn)尷尬

同一款芯片的開發(fā)板，基本上都是源自廠家的公板。

如果有人跟你說(shuō)：我們的程序在別家的板子上無(wú)法運(yùn)行，這是有可能的，因?yàn)檫€沒(méi)移植。

但是如果有人跟你說(shuō)：我們的學(xué)習(xí)資料，只適合我們的板子。

那只有2個(gè)原因：資料太差，你不適合學(xué)習(xí)這行。

如果相同芯片的板子都無(wú)法移植，工作時(shí)一定是使用其他芯片的，到時(shí)你怎么辦啊？

很多學(xué)員有過(guò)STM32的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，他們手上的開發(fā)板很多，LCD也很多。

一個(gè)LCD還挺貴的，他們買Linux開發(fā)板時(shí)，問(wèn)我：

a. 能不能在100ASK_IMX6ULL上使用手上的LCD？

這當(dāng)然能，做一個(gè)轉(zhuǎn)接板就可以了，幾元錢就可以做出來(lái)。

各家的LCD引腳順序都不一樣，所以別家的LCD不能直接接到100ASK_IMX6ULL開發(fā)板，需要轉(zhuǎn)接板。

大部分單片機(jī)學(xué)員都是使用正點(diǎn)原子、野火的板子，有他們的屏。

針對(duì)這兩家的屏，我們做了轉(zhuǎn)接板，如下：

我們提供的內(nèi)核、設(shè)備樹，并不能直接支持其他廠家的LCD，可以聯(lián)系我們，我們來(lái)調(diào)試。

下面的文檔是示例，教你們?cè)趺醋约阂浦病?/p>

b. 能不能移植這些LCD驅(qū)動(dòng)？

這很簡(jiǎn)單，半小時(shí)就可以搞定。

c. 能不能寫成文檔？

這有點(diǎn)尷尬。

咱也不藏頭藏尾了，有話直接說(shuō)。

去年9月份左右，我們專心錄視頻，想法很美好。

我們只錄視頻，同時(shí)支持各家IMX6ULL開發(fā)板，大家一起把生態(tài)做好。

所以你可以看到我們的視頻/文檔支持野火的IMX6ULL、支持正點(diǎn)原子的IMX6ULL。

但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)不行啊，我錄收費(fèi)視頻，他們也錄視頻還免費(fèi)。

雖然我自信有10幾年功力，但是也擋不住免費(fèi)啊。

這樣下去我得沒(méi)飯吃，所以我們也做了開發(fā)板，還0利潤(rùn)。

這就有很大的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系了。

所以，我們的視頻、文檔是否繼續(xù)支持同行的板子？

看似難以決定，想清楚后就不難了。

我們會(huì)繼續(xù)支持各家的板子，不能因?yàn)闀?huì)給同行帶來(lái)好處就廢棄承諾。

我們的裸板+同行的LCD，這是避免浪費(fèi)的好事，不能因?yàn)闀?huì)給我們引流而避諱。

2. 移植思路

LCD除了顯示之外，它的表面通常還貼有一個(gè)觸摸屏。

所以我們移植的是2個(gè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)：LCD、觸摸屏。

LCD驅(qū)動(dòng)在內(nèi)核中已經(jīng)有了，并且很完善，我們只需要修改設(shè)備樹就可以：修改時(shí)序等LCD參數(shù)，修改背光引腳等板子參數(shù)。

觸摸屏的驅(qū)動(dòng)在內(nèi)核中一般也有了，各廠家用的觸摸屏IC可能不同。需要配置內(nèi)核把它加進(jìn)去，同時(shí)修改設(shè)備樹：指定觸摸IC的信息(比如I2C地址)，指定中斷引腳。

如果能拿到這塊LCD在別的板子上的內(nèi)核源碼，就可以參考它的LCD參數(shù)、觸摸IC信息。

再結(jié)合你用的開發(fā)板，把涉及的GPIO找出來(lái)寫入設(shè)備樹。

簡(jiǎn)單吧？

開工！

3. 移植LCD驅(qū)動(dòng)

注意：100ASK_IMX6ULL不能直接連接其他廠家的屏，需要轉(zhuǎn)接板。

IMX6ULL跟LCD的連接框圖如下：

IMX6ULL內(nèi)部有LCD控制器，肯定是廠家對(duì)這個(gè)LCD控制器最熟悉了，所以他們?yōu)榱速u芯片，一般都會(huì)在內(nèi)核中做好LCD控制器的驅(qū)動(dòng)程序。

而IMX6ULL可以接各種LCD，這些LCD參數(shù)各有不同。LCD控制器的驅(qū)動(dòng)程序會(huì)去設(shè)備樹中獲得這些參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)來(lái)設(shè)置LCD控制器。

所以，我們要做的事情從理論上講很簡(jiǎn)單：根據(jù)LCD參數(shù)修改設(shè)備樹。

但是，誰(shuí)說(shuō)廠家的驅(qū)動(dòng)就沒(méi)有BUG，就完美無(wú)缺了？

我們要做的事有3項(xiàng)：確定LCD參數(shù)，修改設(shè)備樹，完善驅(qū)動(dòng)。

3.1 確定LCD參數(shù)

如果還保留有LCD的芯片手冊(cè)，這是最好的?？上遗龅降拇蠖鄬W(xué)員早已經(jīng)忘記這些資料在哪了。

野火的屏在板子背后直接寫明分辨率是多少，這比較簡(jiǎn)單直接。

正點(diǎn)原子的屏在背后畫有一個(gè)表格，如下：

上圖例子中，M2、M1接地，M0接電源，所以M2M1M0為001；對(duì)比表格可知它的分辨率為800x480。

如果是從零開發(fā)，我們還需要找到芯片手冊(cè)確定LCD的詳細(xì)時(shí)序。

我們沒(méi)有LCD的手冊(cè)，即使有也懶得看。

直接看廠家的源碼不就行了？直接點(diǎn)，直接看它的設(shè)備樹不就行了？

找到LCD廠家的IMX6ULL內(nèi)核源碼，執(zhí)行以下命令：

$ cd arch/arm/boot/dts/

$ ls *imx6ull*.dts

結(jié)果如下：

可以找到2個(gè)設(shè)備樹文件，我們只關(guān)心里面的LCD信息，打開任意一個(gè)看看：

3.2 修改設(shè)備樹

100ASK_IMX6ULL用的內(nèi)核版本是4.9.88，版本高一點(diǎn)，但是IMX6ULL設(shè)備樹的寫法完全一樣。

設(shè)備樹文件是arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts，替換下圖紅框部分：

修改好設(shè)備樹后，就可以編譯了。

為方便你們操作，下面貼出編譯命令，假設(shè)你已經(jīng)位于我們提供的內(nèi)核源碼目錄中：

$ export ?ARCH=arm $ export ?CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- $ export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin $ make ?dtbs

新編譯好的設(shè)備樹文件為：arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb。

怎么更新設(shè)備樹？請(qǐng)看我們的開發(fā)板使用手冊(cè)。

更新設(shè)備樹后，重啟板子觀察效果。

3.3 完善驅(qū)動(dòng)

使用新的設(shè)備樹啟動(dòng)板子后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)神奇的現(xiàn)象：LCD有時(shí)候有顯示，有時(shí)候沒(méi)有，不斷地冷啟動(dòng)偶爾會(huì)有顯示。

如果你經(jīng)驗(yàn)豐富，可以判斷這是復(fù)位問(wèn)題。

為驗(yàn)證是否復(fù)位問(wèn)題，我們可以執(zhí)行命令手工發(fā)出復(fù)位信號(hào)，先確定LCD復(fù)位引腳是哪個(gè)GPIO：

從上圖可以確定LCD的復(fù)位引腳用到GPIO3_IO04，那我們可以使用GPIO子系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證。

執(zhí)行某些命令讓GPIO輸出低電平，再輸出高電平，這樣就可以復(fù)位LCD了。

3.3.1 使用GPIO子系統(tǒng)復(fù)位LCD

GPIO3_IO04在GPIO子系統(tǒng)中編號(hào)為：(3-1)*32+4=68，它是第68號(hào)GPIO。

板子進(jìn)入Linux后，執(zhí)行以下命令：

$ fb-test // LCD上應(yīng)該顯示紅綠藍(lán)色塊

$ echo 68 > /sys/class/gpio/export // 導(dǎo)出68號(hào)GPIO

$ echo out > /sys/class/gpio/gpio68/direction // 設(shè)置為輸出引腳

$ echo 0 > /sys/class/gpio/gpio68/value // 讓它輸出0

$ echo 1 > /sys/class/gpio/gpio68/value // 讓它輸出1

$ echo 68 > /sys/class/gpio/unexport // unexport

你會(huì)發(fā)現(xiàn)一旦執(zhí)行上述命令，LCD立刻就有顯示了。

所以，LCD驅(qū)動(dòng)不完善，應(yīng)該加上復(fù)位信號(hào)。

3.3.2 修改設(shè)備樹：指定復(fù)位引腳

設(shè)備樹文件為：arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts

如下圖修改：

把添加的代碼寫出來(lái)：

reset-gpios = <&gpio3 4 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* 100ask */

3.3.3 修改驅(qū)動(dòng)：復(fù)位LCD

LCD驅(qū)動(dòng)程序是哪個(gè)？

在Linux內(nèi)核源碼目錄下執(zhí)行命令：

$ ls drivers/video/fbdev/*.o

drivers/video/fbdev/built-in.o drivers/video/fbdev/mx3fb.o drivers/video/fbdev/mxsfb.o

發(fā)現(xiàn)有2個(gè).o文件：mx3fb.o、mxsfb.o。我們是imx6ull，應(yīng)該是后者。

我們?cè)趍xsfb.c中mxsfb_probe函數(shù)的后面添加復(fù)位代碼，如下圖修改：

為了方便讀者復(fù)制代碼，我把添加的代碼寫出來(lái)(在mxsfb.c中mxsfb_probe函數(shù)的后面添加復(fù)位代碼，)：

/* 100ask */

printk("100ask, %s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

rst_gpio = of_get_named_gpio(pdev->dev.of_node, "reset-gpios", 0);

if (gpio_is_valid(rst_gpio)) {

ret = gpio_request(rst_gpio, "lcdif_rst");

if (ret < 0) {

dev_err(&pdev->dev,

"Failed to request GPIO:%d, ERRNO:%d\n",

(s32)rst_gpio, ret);

} else {

gpio_direction_output(rst_gpio, 0);

msleep(2);

gpio_direction_output(rst_gpio, 1);

dev_info(&pdev->dev, "Success seset LCDIF\n");

}

修改完后，重新編譯得到zImage和100ask_imx6ull-14x14.dtb，更新開發(fā)板，重啟，完美！

4. 移植觸摸屏驅(qū)動(dòng)

4.1 確定觸摸屏型號(hào)

還是那句話，如果有觸摸屏數(shù)據(jù)手冊(cè)，看手冊(cè)就好了。

如果沒(méi)有手冊(cè)，怎么辦？

觸摸屏的主控芯片一般都是I2C接口的，那么我們可以把屏接到板子上，用i2cdetect檢測(cè)出I2C設(shè)備的地址，根據(jù)地址就可以知道它的型號(hào)。

注意：100ASK_IMX6ULL不能直接連接其他廠家的屏，需要轉(zhuǎn)接板。

接上屏幕后，啟動(dòng)開發(fā)板進(jìn)入Linux，執(zhí)行如下命令：

[root@imx6ull:~]# i2cdetect -y 1

命令解析：“-y”表示 Disable interactive mode，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是“別讓我確認(rèn)了，趕緊執(zhí)行”；“1”表示I2C總線1(從0開始)。

結(jié)果如下：

上圖中，

“--”表示沒(méi)有這個(gè)地址對(duì)應(yīng)的I2C設(shè)備；

“UU”表示這個(gè)地址的I2C設(shè)備已經(jīng)有驅(qū)動(dòng)在使用占用它了，那這個(gè)I2C設(shè)備肯定是存在的；

其他數(shù)值表示該地址對(duì)應(yīng)的I2C設(shè)備是存在的，并且還沒(méi)有驅(qū)動(dòng)程序跟它匹配。

根據(jù)上圖，我們可以知道0x38就是觸摸屏設(shè)備，為什么！為什么不是0x60？你可以把屏幕取下，再重新執(zhí)行命令，就可以看到“38”消失了。

根據(jù)0x38，我們得找到對(duì)應(yīng)的芯片型號(hào)，怎么找？去內(nèi)核設(shè)備樹目錄里找。

$ cd arch/arm/boot/dts/

$ grep "@38" * -nR

可以得到很多結(jié)果，比如：

地址為0x38的I2C芯片有不少，比如HDMI PHY，還有ft5306、ft5x06。你在百度搜一下“ft5306”，它確實(shí)就是觸摸屏芯片。所以這款觸摸屏的主控芯片就是ft5x06。x表示某些數(shù)字，可能有多個(gè)型號(hào)，我們暫時(shí)沒(méi)不用去細(xì)分。

4.2 在設(shè)備樹中指定觸摸IC信息

IMX6ULL跟觸摸IC的連接圖如下：

所以，我們要確定的信息是：

a. 它接在哪個(gè)I2C控制器上？

b. 它的I2C地址是？

c. 復(fù)位引腳使用哪個(gè)GPIO？低電平有效還是高電平有效？

d. 中斷引腳使用哪個(gè)GPIO？低電平有效還是高電平有效？

不知道怎么寫？沒(méi)關(guān)系，參考！

a. 對(duì)于ft5x06，設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)中有哪些內(nèi)容？

b. 那些內(nèi)容怎么適配100ASM_IMX6ULL板子？即怎么改成100ASK_IMX6ULL所用的GPIO引腳

前面說(shuō)過(guò)，根據(jù)I2C設(shè)備的地址0x38，執(zhí)行如下命令：

$ cd arch/arm/boot/dts/

$ grep "@38" * -nR

我們可以得到很多結(jié)果，打開跟imx6ull最相近的imx6ul-tx6ul.dtsi，可以看到如下代碼：

我們把這個(gè)結(jié)點(diǎn)的內(nèi)容先復(fù)制下來(lái)，粘貼到哪里去？

100ASK_IMX6ULL也配有觸摸屏，我們用的型號(hào)是gt9xx，把這個(gè)結(jié)點(diǎn)放到gt9xx結(jié)點(diǎn)相同位置去就可以了，如下圖所示：

100ASK_IMX6ULL接標(biāo)配的LCD時(shí)，觸摸IC是gt9xx，用的引腳假設(shè)是 AAA；

那么同一個(gè)底板接上另一塊LCD時(shí)，雖然觸摸IC型號(hào)不同，但是它仍然用的是同一個(gè)引腳AAA。

所以，新加的節(jié)點(diǎn)，其內(nèi)容可以參考gt9xx節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容。

下圖就是改好的樣子：

重新編譯設(shè)備樹，更新到板子上，發(fā)現(xiàn)觸摸屏還是不能用。

這還得往內(nèi)核里加驅(qū)動(dòng)。

4.3 重新配置內(nèi)核添加驅(qū)動(dòng)

這設(shè)備節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)哪個(gè)驅(qū)動(dòng)啊？它有這個(gè)屬性：

compatible = "edt,edt-ft5x06"

在內(nèi)核drivers/input/touchscreen目錄下搜搜"edt,edt-ft5x06"：

$ cd drivers/input/touchscreen/

$ grep "edt,edt-ft5x06" * -nr

什么都沒(méi)搜到，再搜“edt-ft5x06”：

$ grep "edt-ft5x06" * -nr

edt-ft5x06.c:1071: { .name = "edt-ft5x06", .driver_data = (long)&edt_ft5x06_data },

Kconfig:667: module will be called edt-ft5x06.

Makefile:31:obj-$(CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06) += edt-ft5x06.o

顯然，驅(qū)動(dòng)程序是edt-ft5x06.c，內(nèi)核配置項(xiàng)是CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06。

我們需要配置內(nèi)核，把CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06配置為y。

在內(nèi)核目錄下執(zhí)行“make menuconfig”，然后搜“CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06”：

在菜單里找到它，把它配置為y，如下圖：

重新編譯內(nèi)核zImage，更新到板子上，啟動(dòng)。

發(fā)現(xiàn)觸摸屏有反應(yīng)，但是點(diǎn)不準(zhǔn)，還得調(diào)試。

4.4 調(diào)試：找出問(wèn)題

Tslib是觸摸屏的庫(kù)，自帶有很多工具：

a. ts_print_raw ：打印觸摸屏原始數(shù)據(jù)

b. ts_print ：打印經(jīng)過(guò)較準(zhǔn)的數(shù)據(jù)

c. ts_test_mt：測(cè)試電容屏，點(diǎn)擊觸摸屏，同時(shí)就會(huì)在LCD上顯示觸點(diǎn)位置。

我們先把系統(tǒng)自帶的QT系統(tǒng)去掉，在開發(fā)板執(zhí)行：

# mv /etc/init.d/S07hmi /root/

# reboot

然后設(shè)置環(huán)境變量，執(zhí)行ts_test_mt：

export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/event1

export TSLIB_CONFFILE=/etc/ts.conf

export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal

export TSLIB_PLUGINDIR=/usr/lib/ts

ts_test_mt

可以在LCD屏幕上看到提示，你點(diǎn)擊某個(gè)位置，正常的話在該位置就會(huì)顯示一個(gè)標(biāo)號(hào)。

我們發(fā)現(xiàn)有意思的現(xiàn)象：從左往右點(diǎn)，標(biāo)號(hào)從上邊移動(dòng)到下邊；從上往下點(diǎn)，標(biāo)號(hào)從左邊移動(dòng)到右邊。

猜測(cè)：XY坐標(biāo)對(duì)調(diào)了。

再試一下，執(zhí)行 ts_print_raw，然后從左往右點(diǎn)，現(xiàn)象如下：

從左往右點(diǎn)，x坐標(biāo)應(yīng)該發(fā)生變化，y坐標(biāo)保持不變；但是從上圖看來(lái)，這是相反的。

所以，確實(shí)是xy坐標(biāo)對(duì)調(diào)了。

4.5 解決方法

可以從應(yīng)用層面(比如修改設(shè)備樹)解決，也可以從驅(qū)動(dòng)層面(比如修改配置文件/etc/ts.conf)解決，二種方法任選其一，不要同時(shí)做。

4.5.1 修改/etc/ts.conf

如下圖加上xyswap就可以了：

4.5.2 修改設(shè)備樹

有時(shí)候我們并不愿意、不能修改應(yīng)用層的東西，那可以修改設(shè)備樹：

4.6 其他情況

100ASK_IMX6ULL標(biāo)配的屏，帶的觸摸IC是gt9xx；但是我們發(fā)現(xiàn)別家的LCD即使同樣使用gt9xx，但是它的xy值是反轉(zhuǎn)的。

什么意思呢？

你從左往右點(diǎn)，正常來(lái)說(shuō)x值是從小變大，但是有些屏是從大變小。

你從上往下點(diǎn)，正常來(lái)說(shuō)y值是從小變大，但是有些屏是從大變小。

這時(shí)候，你同樣可以修改設(shè)備樹，或是修改/etc/ts.conf。

怎么修改設(shè)備樹？

參考內(nèi)核文檔：Documentation/devicetree/bindings/input/touchscreen，該目錄下有很多I2C觸摸芯片的設(shè)備樹說(shuō)明，比如有g(shù)oodix.txt，對(duì)應(yīng)gt9xx芯片；有edt-ft5x06.txt。

要讓x反轉(zhuǎn)，或是y反轉(zhuǎn)，在設(shè)備節(jié)點(diǎn)中加入這樣的屬性值就可以：

touchscreen-inverted-x = <1>;

touchscreen-inverted-y = <1>;

有時(shí)為了測(cè)試方便，就是想臨時(shí)改一下/etc/ts.conf，怎么做？

這個(gè)文件本身是有些注釋的，可以參考：

“x0=1024”的意思就是：x坐標(biāo)，0表示1024；

“y0=600”的意思是：y坐標(biāo)，0表示600。

4.7 gt9xx芯片固件更新

gt9xx芯片功能強(qiáng)大，可以寫入配置信息讓它支持不同分辨率的觸摸屏。

但是出廠的觸摸屏IC一般都已經(jīng)寫好配置信息了，我們不應(yīng)該讓驅(qū)動(dòng)程序去修改這些配置信息。

可以在設(shè)備樹中加上這一句，禁止驅(qū)動(dòng)去修改配置信息：

goodix,driver-send-cfg = <0>;

這是我們調(diào)試過(guò)程中碰到的一個(gè)坑。

我是韋東山，希望我的分享能給你帶來(lái)幫助，歡迎訂閱我的付費(fèi)視頻：http://100ask.taobao.com

標(biāo)簽：LCD 觸摸屏 ARM NXP 嵌入式開發(fā)設(shè)備樹