引言

隨著用戶對(duì)微處理器的多核協(xié)作、更高集成度外設(shè)、更低熱量耗散以及更低總體系統(tǒng)成本的需求，TI公司推出了新一代的低功耗OMAP-L138雙核處理器。OMAP-L138可廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)、醫(yī)療診斷和音視頻嵌入式設(shè)備，ARM核擅長(zhǎng)用于操作系統(tǒng)的移植及豐富圖形人機(jī)界面的開發(fā)，而DSP核擅長(zhǎng)于復(fù)雜算法的運(yùn)算，兩核的協(xié)同工作可大大增強(qiáng)嵌入式設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力，增強(qiáng)用戶的使用體驗(yàn)。OLED屏的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)是構(gòu)成良好的人機(jī)交互接口的重要組成部分，介紹了OMAP-L138的特點(diǎn)及LCD接口，實(shí)現(xiàn)了OLED屏的在Linux2.6及U-Boot中的驅(qū)動(dòng)開發(fā)，在系統(tǒng)上電后快速顯示START LOGO的功能。

OMAP-L138的特點(diǎn)及LCD接口

OMAP-L138的特點(diǎn)[1]如下：

(1)內(nèi)部集成了375/456-MHz A R M 9 2 6 E J - S R I S C M P U及375/456-MHz C674x定/浮點(diǎn)VLIW DSP，可滿足系統(tǒng)的非實(shí)時(shí)多任務(wù)及實(shí)時(shí)高強(qiáng)度數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用需求

(2)強(qiáng)大豐富的外設(shè)資源：

主要包括：1個(gè)EMAC控制器；1個(gè)USB2.0接口和1個(gè)USB1.1接口；2個(gè)I2C接口；1個(gè)McASP；兩個(gè)McBSP；2個(gè)SPI接口；4個(gè)64位通用定時(shí)器；實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)；1個(gè)可配置的16位HPI；144個(gè)可配置的GPIO管腳；3個(gè)UART接口；2個(gè)eHRPWM和3個(gè)eCAP；1個(gè)EMIFA口，可接16位SDRAM/NOR Flash/NAND Flash；1個(gè)EMIFB口，可接16位的DDR2(最高頻率150MHz)或16位mDDR(最高頻率133MHz)[2]；2個(gè)MMC/SD/SDIO；1個(gè)LCD控制器；1個(gè)SATA控制器；1個(gè)uPP接口；1個(gè)VPIF接口；眾多外設(shè)可以通過PSC(電源及睡眠控制)和管腳復(fù)用控制，根據(jù)系統(tǒng)需求靈活配置；

(3)高效的緩存機(jī)制。其中ARM核內(nèi)部有16KB的L1程序Cache和16KB的數(shù)據(jù)Cache，以及8KB中斷向量表存儲(chǔ)RAM；DSP核采用二級(jí)緩存結(jié)構(gòu)，包括32KB的L1程序Cache、32KB的數(shù)據(jù)Cache和高達(dá)256KB可靈活配置的L2 Cache，L2可以被ARM核訪問；此外在兩核之間還有128KB的片內(nèi)SHARE RAM，可用于ARM核和DSP核高速交換數(shù)據(jù)，而不影響各自的運(yùn)行。

(4)低功耗設(shè)計(jì)。采用1.2V內(nèi)核電壓，1.8V或3.3V可配置I/O接口電壓，不同使用情況下總功耗為440mW，待機(jī)模式功耗為15mW，在深度睡眠模式下功耗僅為6mW。

OMAP-L138的LCD控制器里面包含兩個(gè)獨(dú)立的控制器，分別是Raster(光柵)控制器和LIDD控制器。兩個(gè)控制器獨(dú)立工作，但是每次只能有一個(gè)處于活動(dòng)狀態(tài)。光柵控制器用于控制同步的LCD接口。它提供時(shí)序

控制和不間斷的圖形數(shù)據(jù)刷新到顯示屏顯示。通過可配置的時(shí)序控制支持多種不同型號(hào)不同尺寸的單色和全彩顯示屏顯示，內(nèi)置調(diào)色板、灰度色標(biāo)/序列化器。圖形數(shù)據(jù)在幀緩沖中處理和存儲(chǔ)，幀緩沖為系統(tǒng)中的一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存塊。內(nèi)置的DMA引擎提供圖形數(shù)據(jù)給光柵引擎，再輸出到外部的LCD設(shè)備顯示；LIDD控制器用于控制異步的LCD接口，它提供完全可配置的時(shí)序控制信號(hào)(CS，WE，OE，ALE)和輸出數(shù)據(jù)[3]。該驅(qū)動(dòng)開發(fā)主要使用光柵控制器。

系統(tǒng)采用維信諾公司生產(chǎn)的

O L E D屏，此屏為240*320像素，262K色，采用18位編碼方式的AMOLED點(diǎn)陣顯示屏。它具有高亮度，自散熱，高對(duì)比度，細(xì)邊框，寬視角，工作溫度范圍很寬等優(yōu)點(diǎn)。此屏除了與OMAP-L138的RGB LCD接口連接外，還需增加SPI口連接，用于OLED屏內(nèi)驅(qū)動(dòng)芯片的初始化，而背光控制則通過控制其供電電源使能完成。LCD控制器支持16位/像素的編碼方式，采用成RGB565(5位紅、6位綠、5位藍(lán))模式連接，具體連接如圖1所示。

OLED屏在Linux2.6內(nèi)核的驅(qū)動(dòng)開發(fā)

OLED屏驅(qū)動(dòng)本質(zhì)上屬于字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)，Linux為此類顯示設(shè)備提供了

觀測(cè)效果，刷新頻率為60Hz，像素時(shí)鐘為4.608MHz，不反轉(zhuǎn)像素時(shí)鐘極性，最終確定LCD控制器的具體參數(shù)如下：width=240，height=320，hfp=2，hbp=2，hsw=3，vfp=8，vbp=6，vsw=2。

U-Boot中添加OLED屏的初始化及顯示LOGO功能

OLED屏除了具有普通16位RGB接口的一般特性外，還需連接其SPI口，用于對(duì)屏內(nèi)部驅(qū)動(dòng)芯片S6E63D6進(jìn)行初始化，可以實(shí)現(xiàn)接口類型配置、背光供電電壓、屏的亮度等調(diào)節(jié)。另外還增加了一個(gè)GPIO引腳控制背光供電電路使能，用于控制背光的打開及關(guān)閉。采用OMAP-L138的SPI1與OLED的SPI口連接，其SPI驅(qū)動(dòng)時(shí)序要求如圖4所示。

驅(qū)動(dòng)芯片S6E63D6內(nèi)包含數(shù)十個(gè)寄存器，可以劃分為數(shù)個(gè)寄存器組，初始化過程中密切相關(guān)的寄存器組包括：顯示控制、電源控制、Gamma控制寄存器組[5]。根據(jù)S6E63D6的SPI通信要求，先傳輸寄存器地址，后傳輸寄存器值。每次傳輸3個(gè)字節(jié)，首字節(jié)寫入0x70或0x72以表示此次傳輸?shù)氖堑刂愤€是寄存器值，后兩個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)傳輸?shù)刂坊蚣拇嫫髦怠Ｒ罁?jù)SPI口通信時(shí)序要求配置OMAP-L138的SPI1驅(qū)動(dòng)[6]；根據(jù)傳輸協(xié)議，封裝好writeRegAddr和writeRegData函數(shù)，從而對(duì)各寄存器組進(jìn)行初始化。在U-Boot當(dāng)中，將S6E63D6的初始化封裝成oled_init函數(shù)放在OMAP-L138對(duì)應(yīng)平臺(tái)的board_init函數(shù)當(dāng)中執(zhí)行。S6E63D6的初始化步驟為：(1)設(shè)置入口模式寄存器；(2)關(guān)閉備用模式；(3)設(shè)置Gamma控制寄存器組；(4)設(shè)置RGB565接口模式；(5)打開顯示屏。

完成屏內(nèi)驅(qū)動(dòng)芯片S6E63D6初始化后，還需要對(duì)OMAP-L138的LCD控制器進(jìn)行初始化，主要是對(duì)Raster模式下對(duì)各控制寄存器進(jìn)行配置，參數(shù)與Linux下基本一致。對(duì)LCD控制器的初始化封裝成LCDC_init函數(shù)放在U-Boot/lib_arm/board.c中的start_ armboot里面執(zhí)行。

用戶希望系統(tǒng)上電后第一時(shí)間能看到顯示屏的動(dòng)作，以確定系統(tǒng)工作是否正常，所以O(shè)LED屏的初始化完成后，將開機(jī)LOGO圖片數(shù)據(jù)輸出到LCDC_init中設(shè)置frame bufer所在的內(nèi)存地址，通過DMA機(jī)制自動(dòng)傳輸圖像數(shù)據(jù)到就OLED屏顯示，就實(shí)現(xiàn)了開機(jī)顯示圖像功能。

結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了維信諾的262K色OLED屏在OMAP-L138平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)開發(fā)具體方法，該屏在系統(tǒng)應(yīng)用過程中顯示圖像清晰細(xì)膩，QT/E等圖形界面應(yīng)用程序運(yùn)行良好，可流暢播放視頻文件，有很寬的觀賞視角，其在苛刻的氣候條件下使用仍然表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，可用于手持終端、車載系統(tǒng)等通信、工業(yè)領(lǐng)域，對(duì)雙核微處理器平臺(tái)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] OMAP-L138 C6-Integra DSP+ARM Processor (Rev. D)[Z].Texas Instruments，2011

[2] 付建偉，王厚軍，曾浩.一種數(shù)字示波器的微處理器硬件設(shè)計(jì)[J].世界電子元器件，2010，(09)

[3] TMS320C674x/OMAP-L1x Processor Liquid Crystal Display Controller (LCDC) User’s Guide[Z].Texas Instruments，2010

[4] 宋寶華.Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)詳解[M].北京:人民郵電出版社，2008[5] S6E63D6 MOBILE DISPLAY DRIVER IC Rev.1.10[Z]. Samsung Electronics，2007

[6] TMS320C674x/OMAP-L1x Processor Serial Peripheral Interface (SPI) User’s Guide[Z].Texas Instruments，2010