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智能手机屏幕驱动方案设计
作者：董斌
来源：《智富时代》2019年第01期
【摘 要】当前智能手机越来越普及，从当年的诺基亚单色屏，后来的伪彩屏，真彩屏，到现在的OLED等等。屏幕尺寸越来越大，分辨率也越来越高。从240*320，到640*480，到后来的1k，2k，甚至4k屏。分辨率越高对应的数据就越多.对处理器的性能就要求越高，如何低成本、高性能、开发周期短是摆在各大屏幕测试解决方案供应商面前的一大难题。本文就以目前的主流的高分辨率1126*2436屏为例，设计了一套完整的解决方案。 【关键词】手机屏幕驱动；MIPI接口；ARM+FPGA 一、硬件电路设计
早期的液晶显示屏由于分辨路低，硬件接口通常都是并行接口（数据线+控制线）占用资源多，传输速率低。而现在的高清屏多已使用MIPI接口，通信速率多达1.5Gbps.传统的单片机模拟并行总线，或使用FSMC等外设均不能满足高速通信要求。而使用带有专用的MIPI外设的CPU，成本高昂。软件驱动库开发周期长。因此本方案采用了一种ARM+FPGA的设计方案，ARM主要完成通信控制，图片下载，切换，寄存器初始化等工作，FPGA负责高速MIPI通信，DDR读写等工作。
整个结构如上图，电源部分采用了专用的模块，能够输出多种电压 1.2v/2.5/3.3v供给各个子模块，而ARM和FPGA则采用了FSMC接口，满足高速频繁的通信。Flash用来存储图片及视频数据。DDR用来缓存显示数据。在pcb布线方面由于MIPI信号的高速性，采用等长蛇形走线，周围覆铜接地提高抗干扰能力。 二、固件设计流程
FPGA与屏幕之间的MIPI通信，目前各大FPGA厂商都有集成的IP核调用（商业收费），在这里不再详细介绍。FPGA的工作重点在与按一定的时序读写数据，通信频繁且要求速度快。因此采用ARM自带的FSMC接口。通信时序如下，ARM为master ，FPGA 为slave。
FSMC初始化代码如下：
ARM和FPGA之间通过映射内存地址的方式通信，如地址 0x0001，为FPGA的固件版本号，0x0002为FPGA编译日期，0x0100为MIPI 内核初始化，0x0101为MIPI read，0x0102为MIPI write。简化了协议的处理，就像ARM在操作一个外挂的芯片一样简单方便。
本文来源：https://www.wddqxz.cn/38116d8c78563c1ec5da50e2524de518974bd360.html
2022-07-01
