s3c2440裸机-LCD编程-2-LCD控制器

1.LCD控制器框图

从上图看出，S3C2440 LCD控制器用于传输视频数据并且生成必要的控制信号，如VFRAME，VLINE，VCLK，VM等。除了控制信号，S3C2440还有视频数据端口，即VD [23：0]。通过设置REGBANK(寄存器组)，LCDCDMA会自动(无需CPU参与)把内存上FrameBuffer里的数据，通过VIDPRCS发送到引脚VD[23:0]数据总线上，再配合VIDEOMUX引脚的控制信号，正确的显示出来。

REGBANK：具有17个可编程寄存器组和256x16调色板存储器，用于配置LCD控制器。

TIMEGEN：产生控制信号，例如 VSYNC、HSYNC、VCLK等信号

LCDCDMA：可以自动从FrameBuff中把数据copy出来。

VIDPRCS：从LCDCDMA接收视频数据，将数据输出到VD[23:0]数据总线上。

那么总结LCD控制器主要功能如下：

1. 取：从内存(FrameBuffer)取出某个像素的数据（之后需要把FrameBuffer地址、BPP、分辨率告诉LCD控制器）

2. 发：配合其它信号把FrameBuffer中的数据发给LCD；（那么需要设置LCD控制器时序、设置引脚极性）

2.数据存储格式

我们可以配置寄存器的BSWP、HWSWP来设置Framebuff中的像素存储格式。

24bpp的数据格式:

从图中可以看到24bpp的像素，在lcd控制器的VD[7:0]表示BLUE， VD[15:8]表示GREEN，VD[23:16]表示RED。在内存中的FrameBuffer中每一个像素占据4个字节，当BPP24BL=0时，低24位为颜色数据，当BPP24BL=1时，高24位为颜色数据。

16bpp的数据格式:

也可以看到16bpp的像素，在内存中的FrameBuffer中每一个像素占据2个字节，HWSWP用来设置像素数据的存放方式。

再看下LCD控制器的VD引脚输出情况，可以看到16bpp时分5:6:5和5：5：5：i两种数据格式。当5：6：5模式时，VD[7:3]表示BLUE， VD[15:10]表示Green数据，VD[23:19]表示RED。当5：5:5：i模式时，VD[7:3]表示BLUE， VD[15:11]表示Green，VD[23:19]表示RED。其中i表示透明度。

8bpp的数据格式:

上一节介绍了LCD硬件上只有R1-R5、G0-G5、B1-B5与SOC相连，5+6+5=16BPP，所以LCD上每个像素就只占据16位数据。那么当我们的Frame buffer中是8BPP颜色数据时，是如何把颜色数据填充到LCD上的呢？

用调色板

3.调色板

S3C2440A 中的 TFT LCD 控制器支持 1、2、4 或 8bpp调色显示（伪彩色）和16、24bpp无调色显示（真彩色）。S3C2440A 可以支持 256 色调色板给各种色彩映射的选择，以提供灵活操作给用户。

假如是16BPP的数据，LCD控制器从FB取出16bit数据，显示到LCD上，如下图所示：

那么当8BPP的数据时，就需要用到调色板，调色板里存放了256个16bit的数据，FB(frame buffer)只存放每个像素的索引，根据索引去调色板找到对应的数据传给LCD控制器，比如从FB中的第0个元素拿到调色板中的第0个16bit数据，再通过电子枪显示出来，如下图所示：

调色板支持 5:6:5（R:G:B）格式和 5:5:5:I（R:G:B:I）格式。当用户使用5:5:5:I格式时，I表示强度，也就是透明度。I是用作每个RGB 数据的共用 LSB 位，因此 5:5:5:I与R(5+I):G(5+I):B(5+I)格式相同。

调色板格式如下：(0x4D000400为调色板起始地址)

4.LCD controller相关寄存器

LCD控制寄存器1：

[27:18]为只读数据位，不需要设置；

[17:8]设置CLKVAL(像素时钟频率)，我们使用的是TFT屏，因此采用的公式是VCLK = HCLK / [(CLKVAL+1) x 2]，其中HCLK为100M。LCD手册里面Clock cycle的要求范围为5-12MHz即可，那么取VCLK=9，根据公式9=100/[(CLKVAL+1)x2],算出CLKVAL≈4.5=5，设置CLKVAL=5。

[7]不用管，默认即可；

[6:5]TFT lcd配置为0b11；

[4:1]设置bpp模式，用户可选

[0]LCD输出使能，先暂时关闭不输出；

LCD控制寄存器2：（垂直方向相关设置）

2440LCD控制器时序图如下：

和上一节LCD硬件原理中的LCD时序图对比发现：

[31:24] : VBPD = tvb - 1 （表示显示完最后一行像素，再过多久Vsync才来，表示上边黑框）

[23:14] : LINEVAL = 每帧有多少行 - 1 

[13:6]  : VFPD = tvf - 1（下边黑框）

[5:0]  : VSPW = tvp - 1 （Vsync信号的脉冲宽度）

LCD控制寄存器3：（水平方向相关设置）

[25:19] : HBPD = thb - 1（左边黑框）
[18:8]  : HOZVAL = 每行有多少列 - 1
[7:0]  : HFPD = thf - 1 （右边黑框）

LCD控制寄存器4：

[7:0]: HSPW = thp - 1 (Hsync信号的脉冲宽度)

LCD控制寄存器5：(用来设置引脚极性，bpp，数据存放格式)

[12] : BPP24BL（表示24bpp的数据是大端还是小端）
[11] : FRM565 （数据存放格式）
[10] : INVVCLK（时钟是否反转极性，当配置成0时数据在时钟下降沿被锁存）
[9]  : HSYNC是否反转
[8]  : VSYNC是否反转
[7]  : INVVD, rgb是否反转
[6]  : INVVDEN
[5]  : INVPWREN
[4]  : INVLEND
[3]  : PWREN(LCD_PWREN output signal enable/disable)
[2]  : ENLEND
[1]  : BSWP
[0]  : HWSWP

LCDSADDR1：（frame buffer的起始地址寄存器）

[29:21] : LCDBANK, A[30:22] of fb
[20:0]  : LCDBASEU, A[21:1] of fb
即[29:0]表示Frame buffer的起始地址的[30:1]。

LCDSADDR2：（frame buffer的结束地址寄存器）

[20:0] : LCDBASEL，A[21:1] of end addr,即framebuffer的结束地址。