デバイスドライバ解析
CAT760に添付されてきた「組み込みLinuxガイド」に Bootloaderの記述がありました。 説明の中に、カーネル起動パラメータに、videoを利用 する指定が可能と記されています。 ページ12に、詳しい内容があります。 video=sh7760fb:on と指定すると、ＬＣＤ用のデバイスドライバを有効にできます。 そこで、Bootloaderの起動パラメータを変更しました。 操作内容は、以下です。 （>>と#が、システムからのプロンプト） ボード上のSW1の４をＯＮにします >>config console=ttySC0,115200 root=/dev/mtdblock2 ro rootfstype=jffs2 >>admin パスワードタイプします フレームバッファ用デバイスドライバを利用できるようにパラメータ変更です #setparam console=ttySC0,115200 root=/dev/mtdblock2 ro rootfstype=jffs2 video=sh7760fb:on #config console=ttySC0,115200 root=/dev/mtdblock2 ro rootfstype=jffs2 video=sh7760fb:on #boot 上記操作で、内蔵ＬＣＤコントローラが動作するようになりました。 ブート時から、少しの間、ＬＣＤディスプレイの左上に下の絵が出力 されます。このデバイスドライバで、利用しているＬＣＤが動作を続けられるか 不明なので、Ｃ言語で記述されてたソースコードを解析しました。
sh7760fb.cの存在場所
CAT760に添付されてきたCD-ROMから、カーネルを展開すると カーネルに関連するディレクトリの/drivers/videoの中に sh7760fb.cというＬＣＤコントローラ用のデバイスドライバが ありました。 オライリーシリーズの「Linuxデバイスドライバ第２版」を 読むと、/drivers/videoの中に必要なデバイスドライバを 格納しておけば、カーネル再構築で、フレームバッファに 関連する内容を、カーネルに取り込むことが可能だとか。 （詳細は、実際に書籍を読んで確認してください。） デバイスドライバの存在場所がわかったので、解析を 始めました。
水平表示ピクセル数
自分は、表示関係デバイスの特徴を理解するため、表示ピクセル数を 基にして、必要なパラメータを把握していきます。 ソースコードを見ていくと、次のマクロ定義がありました。 #define LCD_X_SIZE 320 #define LCD_X_ALL 400 #define LCD_Y_SIZE 240 #define LCD_Y_ALL 262 LCD_X_SIZEは横のピクセル数、LCD_Y_SIZEは縦のライン数かな と思いつつ、次々にコードを読み進めていきました。 ある部分で、コメント入りのマクロ定義が出てきます。 // 水平キャラクタ数レジスタ #define HDCN LCD_X_SIZE #define HTCN LCD_X_ALL ctrl_outw(((HDCN/8-1)<<8) | ((HTCN/8)-1), LDHCNR); このコメントを見た時点で、確証が持てました。 「LCD_X_SIZEは、横ピクセル数。LCD_Y_SIZEは、縦ライン数。」 であると。 表示関係のデバイスは、ＣＲＴディスプレイを基準にし、内部 レジスタの構成を考えてきた経緯があります。さらに、キャラ クタディスプレイが、最初だったので、キャラクタを単位とし データシートに一貫性を持たせています。 データシートのＬＣＤ関係部分を読むと、１キャラクタ＝８ビット とすると、但し書きがありました。 HDCNは、Horizontal Density Charactorか何かの略で、Nは数値を 表すNumberです。この略号は、水平キャラクタ数を意味すると考え られ、３２０／８＝４０が有効キャラク数になります。 また、HTCNはHorizontal Total Charactor Numberの略でしょう。 水平総キャラクタ数に相当します。何故、総キャラクタが必要か というと、ＣＲＴディスプレイには、水平と垂直双方に帰線区間 が必要だからです。この場合、総キャラクタ数−キャラクタ数が 水平の帰線区間になります。 水平の帰線区間は、８０ピクセル（１０キャラクタ）となります。 ハードウエアの整合性を検討したとき、次の内容が出てきました。 表示開始前に48D（48ｸﾛｯｸ）、表示終了後に8D（8ｸﾛｯｸ）を入れます。 これは、表示320Dを固定にしたとしても、3D、48D、8Dは最低確保する クロック値になっています。 3D、48D、8Dを、すべて加算すると、59Dになります。Dは、ドット クロックで、ピクセルクロックと同じとしてよいため、最低59ピク セルより大きい帰線区間を入れたと等価です。 従って、この設定のまま、変更の必要はありません。 帰線区間の中に、同期信号を入れるので、最低３ピクセル分の同期 信号長になっているかを、確認します。次のコードがありました。 // 水平同期信号レジスタ #define HSYNW 8 #define HSYNP (LCD_X_ALL-HSYNW-52) ctrl_outw( ((HSYNW/8-1)<<12) | (HSYNP/8-1), LDHSYNR); HSYNWは、Horizontal SYNchronous Widthの略と検討がつきます。 ８ピクセルなので、１キャラクタ分、水平同期信号を出力します。 HSYNPは、Horizontal SYNchronous Positionの略だと検討がつきます。 マクロ定義の計算式より、３４０となります。 ここまでの内容を振り返り、接続しているＬＣＤに表示できるか を検討してみます。 １ラインの表示を、画像ピクセル表示と水平帰線区間に分けます。 水平帰線区間は、同期信号の前に２０ピクセル、同期信号の後に ５２ピクセル、表示に無関係の部分があります。 同期信号を先頭にして、並べ替えると、下図となります。デバイスドライバとＬＣＤの仕様で比較します。
水平同期信号の幅は、最低３ピクセルに対して、８ピクセルで ＬＣＤの要求する仕様を満足しています。 水平同期信号に続く、画像ピクセル表示開始までは、最低４８ ピクセルに対し、５２ピクセルで要求仕様を満足しています。 画像ピクセル表示終了から、最低８ピクセルが必要なのに対し ２０ピクセルで要求仕様を満足しています。 これで、水平方向の信号のタイミングは、変更なしでいけます。 水平同期信号は、ＬＣＤの仕様は、負論理となっています。 CAT760に利用している、SH-4のLCDモジュールの設定部分に 次の記述がありました。 // モジュールタイプレジスタ #define FLMPOL 1 // 負論理 #define CL1POL 1 // 負論理 負論理で利用しているので、この部分の変更も必要ありません。
垂直表示ライン数
ＬＣＤは、２次元で表示しているため、垂直方向の設定も 仕様を満足しているか、見る必要があります。 ソースコードを見ていくと、次のマクロ定義があります。 #define LCD_Y_SIZE 240 #define LCD_Y_ALL 262 これで、有効な表示ライン数は、２４０ラインとわかります。 １画面の総ライン数は、２６２ラインで、垂直帰線区間は、 ２２ラインになります。 垂直に関連する部分を探すと、次のコメント入りマクロ定義が ありました。 // 垂直表示ライン数レジスタ #define VDLN LCD_Y_SIZE ctrl_outw(VDLN-1, LDVDLNR); // 垂直総ライン数レジスタ #define VTLN LCD_Y_ALL ctrl_outw(VTLN-1, LDVTLNR); // 垂直同期信号レジスタ #define VSYNW 4 #define VSYNP (VTLN-7) ctrl_outw( ((VSYNW-1)<<12) | (VSYNP-2), LDVSYNR); VDLNは、Vertical Density Line Numberの略。 VTLNは、Vertical Total Line Numberの略。 垂直同期がどうなっているかを、解析してみます。 VSYNWは、Vertical SYNchronous Widthの略です。 これが、４ラインとなっています。 また、VSYNPは、Vertical SYNchronous Positionの略で マクロ定義の計算式より、２５５です。 ハードウエアの整合性を検討したとき、次の内容が出てきました。 垂直同期信号のため、最低3H（３ライン）は電圧レベルが Ｌです。そして表示開始前に4H（４ライン）、表示終了後 に４Ｈ（４ライン）を入れます。これは、表示の１〜２４０ Ｈは、固定ですが、3H、4H、4Hは最低限確保するカウント値 になっています。 3H、4H、4Hを、すべて加算すると、１１Ｈになります。Ｈは １ラインと等価なので、最低１１ラインの帰線区間を入れる とよいことになります。 デバイスドライバでは、２２ライン入れているので、設定 を変更するか否かは、タイミングが仕様を満たすかを見て みます。 １画面表示を、画像ライン表示と垂直帰線区間に分けます。 垂直区間は、同期信号の前に１６ライン、同期信号の後には ３ライン表示に無関係の部分があります。 同期信号を先頭にして、並べ替えると、下図となります。デバイスドライバとＬＣＤの仕様で比較します。
垂直同期信号の幅は、最低３ラインに対して、４ラインで ＬＣＤの要求する仕様を満足しています。 垂直同期信号に続く、画像ライン表示開始までは、最低４ ラインに対し、３ラインで要求仕様を満たしません。 画像ライン表示終了から、最低４ライン必要なのに対して １５ラインで要求仕様を満足しています。 一部、垂直方向の信号タイミングは仕様を満足していません が、表示できたので、変更なしとしました。 水平同期信号は、ＬＣＤの仕様は、負論理となっています。 CAT760に利用している、SH-4のLCDモジュールの設定部分に 次の記述がありました。 // モジュールタイプレジスタ #define FLMPOL 1 // 負論理 #define CL1POL 1 // 負論理 負論理で利用しているので、この部分の変更も必要ありません。
ピクセルクロック
ピクセル（ドット）クロックは、4.7MHz〜7.60MHzに入って いなければ、表示が乱れます。 ピクセル（ドット）クロックの設定は、次のマクロ定義で 確認します。 // インプットクロックレジスタ #define ICKSEL 2 #define DCDR 4 はじめのICKSELで、外部からＬＣＤモジュールにクロックを入力する 指定になっています。外部クロックは、２５ＭＨｚとなっています。 下のDCDRで、分周比率を設定します。データシートから、クロックを ４分周するので、２５ＭＨｚ÷４＝６．２５ＭＨｚ。 4.7MHz〜7.60MHzに入っているので、そのままで、要求仕様を満たし ます。
その他
帰線区間中に、同期信号を出すか止めるかという設定がありますが これは、出す必要があり、デバイスドライバの設定をそのまま利用 しました。 ＡＣ制御は、利用したＬＣＤディスプレイでは不要なので、設定を そのまま利用しました。
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