rv1126/1109平台下的lt8912显示驱动的调试

lt8912显示驱动调试的注意事项

前言

使用的瑞芯微的rv1109的平台，显示接口为MIPI，需要外接LVDS的显示屏，同时外接HDMI显示屏显示。

硬件调试

硬件调试注意事项如下：

检查原理图，确保原理图正确。
检查接口的电平匹配问题，LT8912 io最大支持1.8V，注意电平转换问题（IIC,REST脚）。
检查晶振是否振。
IIC不要强上拉，否则会导致IIC通信异常，我在调试时就遇到这个问题。
实际调试中发现接了lt8912的芯片rest脚后，rv1109 对应的gpio 输出低电平时，从波形上看无法到0v的位置，波形比较奇特。但只要符合手册的要求，不显示实际功能。判断rest是否生效，看IIC通信是否正常。
注意这是高速信号，PCB布版时有严格的要求（mipi信号的调试不能飞线进行调试），板的信号问题会影响后续的调试。

强烈建议使用4层板设计，并且注意差分对的阻抗匹配100Ω±10%，差分对间，差分对组间需要做等长。

软件调试

LT8912的配置

首先确认硬件电平是否正确，查看REST脚是否按时序要求进行操作，手册上要求是拉低10ms再拉高，实际调试中，就用上电复位也是可以工作的。
参考官方代码进行配置，配置很多，就不贴出来了，后面会讲注意事项和如何调试。
代码写好后，在确保IIC通信正常的情况下，先把hdmi的 test pattern 模式设置了，如果能显示如下图，则说明lt8912芯片与硬件焊接基本没问题。

	// Test pattern 1080P 60Hz，其它分辨率的Timing设置请参考Sheet4 
	//I2CADR = 0x92;
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x72, 0x12 );
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x73, 0xc0 );   //RGD_PTN_DE_DLY[7:0]
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x74, 0x00 );   //RGD_PTN_DE_DLY[11:8]  192
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x75, 0x29 );   //RGD_PTN_DE_TOP[6:0]  41
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x76, 0x80 );   //RGD_PTN_DE_CNT[7:0]
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x77, 0x38 );   //RGD_PTN_DE_LIN[7:0]
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x78, 0x47 );   //RGD_PTN_DE_LIN[10:8],RGD_PTN_DE_CNT[11:8]
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x79, 0x98 );   //RGD_PTN_H_TOTAL[7:0]
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x7a, 0x65 );   //RGD_PTN_V_TOTAL[7:0]
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x7b, 0x48 );   //RGD_PTN_V_TOTAL[10:8],RGD_PTN_H_TOTAL[11:8]
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x7c, 0x2c );   //RGD_PTN_HWIDTH[7:0]
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x7d, 0x05 );   //RGD_PTN_HWIDTH[9:8],RGD_PTN_VWIDTH[5:0]

	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x70, 0x80 );
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x71, 0x76 );

	// DDS，148.5M CLK，见Sheet4
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x4e, 0x33 );
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x4f, 0x33 );
	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x50, 0xd3 );

	lt8912b_write_byte(lt8912b_I2C_S_ADDR, 0x51, 0x80 );

这里请注意使用的屏是否支持HDMI。显示效果如下图所示

在这里插入图片描述

lt8912参数可能需要修改的地方

因为电路和屏的参数不一样，有些参数按照官方的配置并不能正确工作，需要做一些调整

检查点1，MIPI 信号的PN看是否需要反接

#define _PN_Swap_En		0x20
#define _PN_Swap_Dis	0x00
u8 MIPI_Lane_PN_Swap = _PN_Swap_Dis;
lt8912b_write_byte( lt8912b_I2C_F_ADDR,0x3e, 0x96 + MIPI_Lane_PN_Swap );   // bit5=1: P/N swap ; 0 : Normal

检查点2，设置lane的数量，rv1109 MIPI_Lane 为4

lt8912b_write_byte( lt8912b_I2C_S_ADDR,0x13, MIPI_Lane % 4 );      // 4 lane  // 01 lane // 02 2 lane //03 3lane

检查点3，mipi 的数据通道是否反接，一般硬件不会所接

lt8912b_write_byte( lt8912b_I2C_S_ADDR,0x15, MIPI_Lane_CH_Swap );  // 00: 0123 normal ; a8 : 3210 swap

检查点4，检查一下屏的多少位的

#define _6_Bit_Color_	0x17
#define _8_Bit_Color_	0x13
lt8912b_write_byte( lt8912b_I2C_F_ADDR,0xa8, LVDS_Map + LVDS_mode + Color_Depth );

关于我使用的屏手册描述Color_Depth 供大家参考
在这里插入图片描述 16.2M 是6 bit color ,如果是16.7 M 则是8 bit_color . 关于位数问题，后面有补充。

检查点5 ，查看lt8912的屏的时序配置

const u16	MIPI_Timing[6][8] =
{
	//H_act V_act	H_total V_total H_BP	H_sync	V_sync	V_BP
	{ 720,	480,  858,	525,  60,  62,	6, 30 },    // 480P Vesa Timing
	{ 1024, 768,  1344, 806,  160, 136, 6, 29 },    // 1024x768
	{ 1280, 720,  1650, 750,  220, 40,	5, 20 },    // 720P Vesa Timing
	{ 1280, 800,  1440, 823,  80,  32,	6, 14 },    // 1280x800 timing

	{ 1024, 600,  1344, 635,  140, 20,	3, 20 },    // 1024x600
//	{ 1024, 600,  1274, 645,  80,  10, 10, 23 },    // 1024x600
	{ 1920, 1080, 2200, 1125, 148, 44,	5, 36 },    // 1080P  Vesa Timing
//	{ 1920, 1200, 2080, 1235, 80,  32, 6,  26 },    // 1920x1200 154MHz Vesa Timing
//	{ 1280, 480,  1460, 530,  80,  20, 10, 20 },    // 1280x480
};

信号源MIPI的设置

接下来设置mipi信号，test pattern 模式能正常显示并不能说明mipi信号是正确的，因为测试模式没有使用mipi信号做为输入源。
rv1109 的mipi驱动不用做修改，仅调整一下设备树就可以了，设备树的改法如下所示

&dsi {
	status = "okay";

	// rockchip,lane-rate = <480>;//900
	panel@0 {
		compatible ="simple-panel-dsi";
		reg = <0>;
		backlight = <&backlight>;
		/delete-property/ power-supply;
		prepare-delay-ms = <100>;
		reset-delay-ms = <10>;
		init-delay-ms = <100>;
		disable-delay-ms = <50>;
		unprepare-delay-ms = <20>;

		width-mm = <68>;
		height-mm = <121>;
		
		pinctrl-names = "default";
		pinctrl-0 = <&vdd_5v_3v3_h>;
		
		enable-gpios = <&gpio2 RK_PD1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
		reset-gpios  = <&gpio3 RK_PA4 GPIO_ACTIVE_LOW>;
		
		dsi,flags = <(MIPI_DSI_MODE_VIDEO | MIPI_DSI_MODE_VIDEO_BURST |
			  MIPI_DSI_MODE_VIDEO_HBP | MIPI_DSI_MODE_LPM |
			  MIPI_DSI_MODE_EOT_PACKET)>;
			  
		dsi,format = <MIPI_DSI_FMT_RGB888>;
		dsi,lanes = <4>;

		panel-init-sequence = [
			05 78 01 29
			05 78 01 11
		];

		display-timings {
			native-mode = <&timing0>;

			timing0: timing0 {
				clock-frequency = <71000000>;
				hactive = <1280>;
				vactive = <800>;
				hback-porch = <80>;
				hfront-porch = <48>;
				vback-porch = <14>;
				vfront-porch = <3>;
				hsync-len = <32>;
				vsync-len = <6>;
				hsync-active = <0>;
				vsync-active = <0>;
				de-active = <0>;
				pixelclk-active = <0>;
			};
		};

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

			port@0 {
				reg = <0>;
				panel_in_dsi: endpoint {
					remote-endpoint = <&dsi_out_panel>;
				};
			};
		};
	};

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

		port@1 {
			reg = <1>;
			dsi_out_panel: endpoint {
				remote-endpoint = <&panel_in_dsi>;
			};
		};
	};
};

这里要注意的地方：

驱动就使用方自带的驱动，“simple-panel-dsi”
rockchip,lane-rate 如果不知道设置多少，可以把这一行屏蔽，因为驱动中会自动计算速率，代码在dw-mipi-dsi.c中
像我这里设置为480（mipi clk 为240MHZ）就可以了，设置高了如900，mipi的clk为450Mhz，则图像会左右晃动。低了不能工作。
dsi,flags 中的 MIPI_DSI_MODE_VIDEO_HBP 这个设置一定要加上，否则不能显示，后面会说原因。
dsi,flags 中的 MIPI_DSI_MODE_EOT_PACKET 也要加，后面会有波形说明。

static unsigned long dw_mipi_dsi_get_lane_rate(struct dw_mipi_dsi *dsi)
{
	struct device *dev = dsi->dev;
	const struct drm_display_mode *mode = &dsi->mode;
	unsigned long max_lane_rate = dsi->pdata->max_bit_rate_per_lane;
	unsigned long lane_rate;
	unsigned int value;
	int bpp, lanes;
	u64 tmp;

	/* optional override of the desired bandwidth */
	if (!of_property_read_u32(dev->of_node, "rockchip,lane-rate", &value))
		return value * USEC_PER_SEC;

	bpp = mipi_dsi_pixel_format_to_bpp(dsi->format);
	if (bpp < 0)
		bpp = 24;

	lanes = dsi->slave ? dsi->lanes * 2 : dsi->lanes;
	tmp = (u64)mode->clock * 1000 * bpp;
	do_div(tmp, lanes);

	/* take 1 / 0.9, since mbps must big than bandwidth of RGB */
	tmp *= 10;
	do_div(tmp, 9);

	if (tmp > max_lane_rate)
		lane_rate = max_lane_rate;
	else
		lane_rate = tmp;

	return lane_rate;
}

屏的参数如下所示，对应timing0
在这里插入图片描述

时序波形分析

mipi 的clk信号幅度问题
这个幅值是正确的，注意，因为mipi是差分信号，还要看p,n信号的幅值差，要符合mipi标准。
红色方框波形个数
从下图中可以看出共23个波形，23 是等于 vback-porch + vfront-porch + vsync-len = 14+3+6 =23

			timing0: timing0 {
				clock-frequency = <71000000>;
				hactive = <1280>;
				vactive = <800>;
				hback-porch = <80>;
				hfront-porch = <48>;
				vback-porch = <14>;
				vfront-porch = <3>;
				hsync-len = <32>;
				vsync-len = <6>;
				hsync-active = <0>;
				vsync-active = <0>;
				de-active = <0>;
				pixelclk-active = <0>;
			};
		};

请添加图片描述

遇到的问题

读lt8912寄存器 0x9c ~ 0x9f 读到的值都是ff ff 00 00

确保MIPI信号已经给到LT8912B之后，再读video check的寄存器。
连续多次读video check寄存器，正常情况下，每次读到的值都是相同的，如果MIPI信号接收不稳定，则读到的值会变化。

读lt8912寄存器 0x0c ~ 0x0f

读(IIC addr:0x92) 0x0c ~ 0x0f 4个寄存器（0x0f寄存器是最高位，一般都是0x00），如果MIPI源发生的信号的pixel clk是148.5M，那么理论上读到的值应该是0x32/0x33/0xD3，允许低位跳动，既是0x0c寄存器值跳动，其它三个寄存器保持稳定，那么就说明成功恢复了pixel clk。
如果pixel clk的值一直不稳定，
1、请确认MIPI源的屏参和 LT8912B的MIPI timing配置完全相同。
2、关闭MIPI CLK的展频，关闭EOTP。

EOTP 的关闭

dsi,flags = <(MIPI_DSI_MODE_VIDEO | MIPI_DSI_MODE_VIDEO_BURST |
			  MIPI_DSI_MODE_VIDEO_HBP | MIPI_DSI_MODE_LPM |
			  MIPI_DSI_MODE_EOT_PACKET)>;

加上MIPI_DSI_MODE_EOT_PACKET 就是关闭EOT
查看EOT是否配置生效，可以使用如下命令
io -4 0xffb3002c
0xffb3002c 寄存器的值为 0x1c
在这里插入图片描述说明已经关闭了。
eopt的信号见下图
这里会出现交互变化的过程，如果一直是高，或者一直是低，则表示eopt 没有关闭，注意高低变化不是按顺序出现，可能相邻的都是高，后面才变低。

每个采样周期里面不能出现2个LP
上图这种波形是错误的，需要修改dsi,flags 的配置

2023-3-30 补充关于6 bit 与 8bit 解释

那16.2M表示屏是6bit还是8bit,
抖动的实现原理是，如果要显示的颜色，不在真实能显示的颜色中，就用最近的两个颜色，用散点进行混合
用灰度来举例，有0，1，2，，，255一共256级灰度，8bit面板对每种灰度都可以完整表现。而6bit只能显示0，4，8，12，，，，252。这64级，如果要显示比如灰度为2的色块，就只能用0灰度和4灰度各50%的颜色点来混合形成。
于是，大块的色块就都一样，但是小的色块6bit就不行。
6Bit 则是253的3次方=16194277
8Bit 则是256的3次方=16777216
用6Bit 显示256灰阶，会造成色彩空间 3.5%的loss。

后面在处理屏亮度问题时

&backlight {
	compatible = "pwm-backlight";
	pwms = <&pwm0 0 5000000 0>;
	......
	}

把屏的背光pwm调到屏规格推荐的200HZ, 占空比调到最大，屏的亮度还是不够（单纯调试pwm无效）。
后面检查屏的驱动发现关于6bit 与8bit的配置有问题，要改成8bit

在这里插入图片描述见 6+2bit color depth 这一行信息，修改后屏的显示亮度变亮。文章来源地址https://uudwc.com/A/3Pvd