高清嵌入式系統中的DVI驅動(dòng)開(kāi)發(fā)

摘要：以飛思卡爾半導體的MX51為系統硬件平臺，給出了高清嵌入式產(chǎn)品中DVI視頻顯示接口的實(shí)現方案；通過(guò)處理器的LCD1接口，外擴TFP 410芯片實(shí)現DVI視頻輸出；分析了framebuffer的實(shí)現機制及其在驅動(dòng)中的應用；詳細講述Linux2．6．28內核下基于framebuffer開(kāi)發(fā)DVI驅動(dòng)的方法及步驟。該設計應用于高清機頇盒等產(chǎn)品中，效果良好。
關(guān)鍵詞：Linux；設備驅動(dòng)；DVI；framebuffer；MX51

引言
DVI是Digital VisualInterface(數字視頻接口)的縮寫(xiě)。在嵌入式電子領(lǐng)域，像DVI這樣的高清接口應用越來(lái)越多，很多嵌入式產(chǎn)品采用H．264視頻編碼技術(shù)，支持播放H．264格式的720P分辨率的視頻文件，這就需要至少1024×768分辨率的顯示輸出設備。
MX51是飛思卡爾半導體的基于A(yíng)RM Cortex-A8內核的高端ARM嵌入式多媒體處理器，支持720P視頻多種格式的硬解碼，可以用來(lái)開(kāi)發(fā)高清機頂盒、上網(wǎng)本等產(chǎn)品，很多情況下需要集成DVI這樣的高清視頻端子。
在嵌入式電子產(chǎn)品中，Linux操作系統占有越來(lái)越多的市場(chǎng)份額。本文采用Linux2．6．28內核和MX51作為系統的軟、硬件平臺，詳細論述了基于framebtffer技術(shù)開(kāi)發(fā)DVI顯示驅動(dòng)程序的方法。

1 DVI概述
DVI接口只在一些高端顯示器上可以看到，一般常見(jiàn)的液晶顯示器只有VGA接口。VGA接口顯示的是模擬信號，而DVI接口顯示的是數字信號，它傳輸沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓縮的數字信號，最高速率可達4．9 Gbps，對高清視頻顯示可以達到較好的保真度，減少模擬信號傳輸時(shí)的信號損失。
DVI基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling，轉換最小差分信號)技術(shù)來(lái)傳輸數字信號，TMDS運用先進(jìn)的編碼算法把8位數據(R、G、B中的每路基色信號)通過(guò)最小轉換編碼為10位數據(包含行場(chǎng)同步信息、時(shí)鐘信息、數據DE、糾錯等)，經(jīng)過(guò)DC平衡后，采用差分信號傳輸數據。DVI和LVDS、TTL相比有較好的電磁兼容性能，可以用低成本的專(zhuān)用電纜實(shí)現長(cháng)距離、高質(zhì)量的數字信號傳輸。

2 硬件接口
本設計采用的硬件平臺是基于飛思卡爾半導體的MX51多媒體應用處理器開(kāi)發(fā)板。該處理器集成了多種外設接口，其中包括兩個(gè)液晶顯示控制器(LCDC)及其接口，可以連接各類(lèi)LCD，分辨率最大支持1280×800像素。通過(guò)MX51的LCD1接口，外擴德州儀器公司的TFP410芯片實(shí)現DVI視頻輸出，MX51的高清720P視頻解碼能力需要較大分辨率的顯示輸出設備。圖1為MX51的LCD1接口與TFP410的連接圖。

圖1中的TX2±、TX1±、TX0±、TXC±信號是DVI視頻輸出信號4對，8個(gè)信號。DATA[23：0]是視頻數據輸入信號，對應MX51 LCD1的DATA[23：0]；DE、VSYNC、HSYNC、IDCK±等時(shí)鐘信號分別對應LCD1的相應的引腳。SCL、SDA是I2C總線(xiàn)時(shí)鐘和數據信號，接MX51 I2C接口的2個(gè)引腳。以上硬件電路連接，可實(shí)現MX51輸出高清視頻到DVI芯片，再通過(guò)外接LCD顯示。MX51處理器內部集成的LCD控制器包括如下主要寄存器：
①LSSAR寄存器。設置顯示緩沖區的首地址。
②LSR寄存器。設置顯示緩沖區的大小。
③LPCR寄存器。設置像素時(shí)鐘頻率PCD、同步時(shí)鐘極性FB_SYNC_CLK_INVERT、OE信號極性FB_SYNC_OE_ACT_HIGH、垂直信號時(shí)鐘極性FB_SY NC_VERT_HIGH_ACT、水平信號時(shí)鐘極性FB_SYNC_HOR_HIGH_ACT。
④LHCR寄存器。設置行同步信號的hsync_len、left_margin和right_margin。
⑤LVCR寄存器。設置幀同步信號的vsync_len、upper_margin和lower_margin。
⑥LPCCR寄存器。設置屏幕的顯示亮度，LPCCR的低8位控制PWM的脈沖高電平占空比，調節范圍為0x00～0xFF。