【调试笔记】韦东山：在100ASK_IMX6ULL板子上支持其他型号的屏幕

1.在100ASK_IMX6ULL底板上如何接其他厂家的屏幕

很多学员有过STM32的学习经验，他们手上的开发板很多，LCD也很多。
一个LCD还挺贵的，不能浪费。
各家的LCD引脚顺序都不一样，所以别家的LCD不能直接接到100ASK_IMX6ULL开发板，需要转接板。
大部分单片机学员都是使用正点原子、野火的板子，有他们的屏。
针对这两家的屏，我们做了转接板，如下：

我们提供的内核、设备树，并不能直接支持其他厂家的LCD，可以联系我们，我们来调试。
下面的文档是示例，教你们怎么自己移植。

2.移植思路

LCD除了显示之外，它的表面通常还贴有一个触摸屏。
所以我们移植的是2个设备的驱动：LCD、触摸屏。

LCD驱动在内核中已经有了，并且很完善，我们只需要修改设备树就可以：修改时序等LCD参数，修改背光引脚等板子参数。

触摸屏的驱动在内核中一般也有了，各厂家用的触摸屏IC可能不同。需要配置内核把它加进去，同时修改设备树：指定触摸IC的信息(比如I2C地址)，指定中断引脚。

如果能拿到这块LCD在别的板子上的内核源码，就可以参考它的LCD参数、触摸IC信息。
再结合你用的开发板，把涉及的GPIO找出来写入设备树。
简单吧？
开工！

3.移植LCD驱动

注意：100ASK_IMX6ULL不能直接连接其他厂家的屏，需要转接板。
IMX6ULL跟LCD的连接框图如下：

IMX6ULL内部有LCD控制器，肯定是厂家对这个LCD控制器最熟悉了，所以他们为了卖芯片，一般都会在内核中做好LCD控制器的驱动程序。
而IMX6ULL可以接各种LCD，这些LCD参数各有不同。LCD控制器的驱动程序会去设备树中获得这些参数，并根据这些参数来设置LCD控制器。
所以，我们要做的事情从理论上讲很简单：根据LCD参数修改设备树。
但是，谁说厂家的驱动就没有BUG，就完美无缺了？
我们要做的事有3项：确定LCD参数，修改设备树，完善驱动。

3.1 确定LCD参数

如果还保留有LCD的芯片手册，这是最好的。可惜我碰到的大多学员早已经忘记这些资料在哪了。
野火的屏在板子背后直接写明分辨率是多少，这比较简单直接。
正点原子的屏在背后画有一个表格，如下：

上图例子中，M2、M1接地，M0接电源，所以M2M1M0为001；对比表格可知它的分辨率为800x480。
如果是从零开发，我们还需要找到芯片手册确定LCD的详细时序。

我们没有LCD的手册，即使有也懒得看。
直接看厂家的源码不就行了？直接点，直接看它的设备树不就行了？
找到LCD厂家的IMX6ULL内核源码，执行以下命令：

$ cd  arch/arm/boot/dts/
$ ls  *imx6ull*.dts

 
 

 
 
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结果如下：

可以找到2个设备树文件，我们只关心里面的LCD信息，打开任意一个看看：

3.2 修改设备树

100ASK_IMX6ULL用的内核版本是4.9.88，版本高一点，但是IMX6ULL设备树的写法完全一样。
设备树文件是arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts，替换下图红框部分：

修改好设备树后，就可以编译了。
为方便你们操作，下面贴出编译命令，假设你已经位于我们提供的内核源码目录中：

$ export  ARCH=arm
$ export  CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
$ export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
$ make  dtbs

 
 

 
 
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新编译好的设备树文件为：arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb。
怎么更新设备树？请看我们的开发板使用手册。
更新设备树后，重启板子观察效果。

3.3 完善驱动

使用新的设备树启动板子后，你会发现一个神奇的现象：LCD有时候有显示，有时候没有，不断地冷启动偶尔会有显示。
如果你经验丰富，可以判断这是复位问题。
为验证是否复位问题，我们可以执行命令手工发出复位信号，先确定LCD复位引脚是哪个GPIO：

从上图可以确定LCD的复位引脚用到GPIO3_IO04，那我们可以使用GPIO子系统来验证。
执行某些命令让GPIO输出低电平，再输出高电平，这样就可以复位LCD了。

3.3.1 使用GPIO子系统复位LCD

GPIO3_IO04在GPIO子系统中编号为：(3-1)*32+4=68，它是第68号GPIO。
板子进入Linux后，执行以下命令：

$ fb-test                                          // LCD上应该显示红绿蓝色块
$ echo  68 > /sys/class/gpio/export                  // 导出68号GPIO
$ echo out > /sys/class/gpio/gpio68/direction          // 设置为输出引脚
$ echo 0 > /sys/class/gpio/gpio68/value              // 让它输出0
$ echo 1 > /sys/class/gpio/gpio68/value              // 让它输出1
$ echo  68 > /sys/class/gpio/unexport               // unexport

 
 

 
 
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你会发现一旦执行上述命令，LCD立刻就有显示了。
所以，LCD驱动不完善，应该加上复位信号。

3.3.2 修改设备树：指定复位引脚

设备树文件为：arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts
如下图修改：

为了方便大家复制代码，我把添加的代码写出来：

reset-gpios = <&gpio3 4 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* 100ask */

 
 

 
 
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3.3.3 修改驱动：复位LCD

LCD驱动程序是哪个？
在Linux内核源码目录下执行命令：

$ ls drivers/video/fbdev/*.o

 
 

 
 
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drivers/video/fbdev/built-in.o drivers/video/fbdev/mx3fb.o
drivers/video/fbdev/mxsfb.o

发现有2个.o文件：mx3fb.o、mxsfb.o。我们是imx6ull，应该是后者。
我们在mxsfb.c中mxsfb_probe函数的后面添加复位代码，如下图修改：

为了方便大家复制代码，我把添加的代码写出来(在mxsfb.c中mxsfb_probe函数的后面添加复位代码，)：

   /* 100ask */
    printk("100ask, %s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
    rst_gpio = of_get_named_gpio(pdev->dev.of_node, "reset-gpios", 0);
    if (gpio_is_valid(rst_gpio)) {
            ret = gpio_request(rst_gpio, "lcdif_rst");
            if (ret < 0) {
                    dev_err(&pdev->dev,
                            "Failed to request GPIO:%d, ERRNO:%d\n",
                            (s32)rst_gpio, ret);
            } else {
                    gpio_direction_output(rst_gpio, 0);
                    msleep(2);
                    gpio_direction_output(rst_gpio, 1);
                    dev_info(&pdev->dev,  "Success seset LCDIF\n");
            }
    }

 
 

 
 
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修改完后，重新编译得到zImage和100ask_imx6ull-14x14.dtb，更新开发板，重启，完美！

4.移植触摸屏驱动

4.1 确定触摸屏型号

还是那句话，如果有触摸屏数据手册，看手册就好了。
如果没有手册，怎么办？
触摸屏的主控芯片一般都是I2C接口的，那么我们可以把屏接到板子上，用i2cdetect检测出I2C设备的地址，根据地址就可以知道它的型号。
注意：100ASK_IMX6ULL不能直接连接其他厂家的屏，需要转接板。
接上屏幕后，启动开发板进入Linux，执行如下命令：

[root@imx6ull:~]# i2cdetect -y 1

 
 

 
 
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命令解析：“-y”表示 Disable interactive mode，简单地说就是“别让我确认了，赶紧执行”；“1”表示I2C总线1(从0开始)。
结果如下：

上图中，
“–”表示没有这个地址对应的I2C设备；
“UU”表示这个地址的I2C设备已经有驱动在使用占用它了，那这个I2C设备肯定是存在的；
其他数值表示该地址对应的I2C设备是存在的，并且还没有驱动程序跟它匹配。
根据上图，我们可以知道0x38就是触摸屏设备，为什么！为什么不是0x60？你可以把屏幕取下，再重新执行命令，就可以看到“38”消失了。
根据0x38，我们得找到对应的芯片型号，怎么找？去内核设备树目录里找。

$ cd arch/arm/boot/dts/
$ grep "@38" * -nR

 
 

 
 
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可以得到很多结果，比如：

地址为0x38的I2C芯片有不少，比如HDMI PHY，还有ft5306、ft5x06。你在百度搜一下“ft5306”，它确实就是触摸屏芯片。所以这款触摸屏的主控芯片就是ft5x06。x表示某些数字，可能有多个型号，我们暂时没不用去细分。

4.2 在设备树中指定触摸IC信息

IMX6ULL跟触摸IC的连接图如下：

所以，我们要确定的信息是：
a. 它接在哪个I2C控制器上？
b. 它的I2C地址是？
c. 复位引脚使用哪个GPIO？低电平有效还是高电平有效？
d. 中断引脚使用哪个GPIO？低电平有效还是高电平有效？

不知道怎么写？没关系，参考！
a. 对于ft5x06，设备树节点中有哪些内容？
b. 那些内容怎么适配100ASM_IMX6ULL板子？即怎么改成100ASK_IMX6ULL所用的GPIO引脚
前面说过，根据I2C设备的地址0x38，执行如下命令：

$ cd arch/arm/boot/dts/
$ grep "@38" * -nR

 
 

 
 
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我们可以得到很多结果，打开跟imx6ull最相近的imx6ul-tx6ul.dtsi，可以看到如下代码：

我们把这个结点的内容先复制下来，粘贴到哪里去？
100ASK_IMX6ULL也配有触摸屏，我们用的型号是gt9xx，把这个结点放到gt9xx结点相同位置去就可以了，如下图所示：

100ASK_IMX6ULL接标配的LCD时，触摸IC是gt9xx，用的引脚假设是 AAA；
那么同一个底板接上另一块LCD时，虽然触摸IC型号不同，但是它仍然用的是同一个引脚AAA。
所以，新加的节点，其内容可以参考gt9xx节点的内容。
下图就是改好的样子：

重新编译设备树，更新到板子上，发现触摸屏还是不能用。
这还得往内核里加驱动。

4.3 重新配置内核添加驱动

这设备节点对应哪个驱动啊？它有这个属性：

compatible = "edt,edt-ft5x06"

 
 

 
 
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在内核drivers/input/touchscreen目录下搜搜"edt,edt-ft5x06"：

$ cd drivers/input/touchscreen/
$ grep "edt,edt-ft5x06" * -nr

 
 

 
 
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什么都没搜到，再搜“edt-ft5x06”：

$ grep "edt-ft5x06" * -nr

 
 

 
 
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edt-ft5x06.c:1071: { .name = “edt-ft5x06”, .driver_data =
(long)&edt_ft5x06_data }, Kconfig:667: module will be called
edt-ft5x06. Makefile:31:obj-$(CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06) +=
edt-ft5x06.o

显然，驱动程序是edt-ft5x06.c，内核配置项是CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06。
我们需要配置内核，把CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06配置为y。
在内核目录下执行“make menuconfig”，然后搜“CONFIG_TOUCHSCREEN_EDT_FT5X06”：

在菜单里找到它，把它配置为y，如下图：

重新编译内核zImage，更新到板子上，启动。
发现触摸屏有反应，但是点不准，还得调试。

4.4 调试：找出问题

Tslib是触摸屏的库，自带有很多工具：
a. ts_print_raw ：打印触摸屏原始数据
b. ts_print ：打印经过较准的数据
c. ts_test_mt：测试电容屏，点击触摸屏，同时就会在LCD上显示触点位置。

我们先把系统自带的QT系统去掉，在开发板执行：

#mv /etc/init.d/S07hmi  /root/
#reboot

 
 

 
 
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然后设置环境变量，执行ts_test_mt：

export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/event1
export TSLIB_CONFFILE=/etc/ts.conf
export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal
export TSLIB_PLUGINDIR=/usr/lib/ts
ts_test_mt

 
 

 
 
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可以在LCD屏幕上看到提示，你点击某个位置，正常的话在该位置就会显示一个标号。
我们发现有意思的现象：从左往右点，标号从上边移动到下边；从上往下点，标号从左边移动到右边。
猜测：XY坐标对调了。

再试一下，执行 ts_print_raw，然后从左往右点，现象如下：

从左往右点，x坐标应该发生变化，y坐标保持不变；但是从上图看来，这是相反的。
所以，确实是xy坐标对调了。

4.5 解决方法

可以从应用层面(修改/etc/ts.conf)解决，也可以从驱动层面（修改设备树）解决。二选一就好了，不要同时做。

4.5.1 修改/etc/ts.conf

如下图加上xyswap就可以了：

4.5.2 修改设备树

有时候我们并不愿意、不能修改应用层的东西，那可以修改设备树：

4.6 其他情况

100ASK_IMX6ULL标配的屏，带的触摸IC是gt9xx；但是我们发现别家的LCD即使同样使用gt9xx，但是它的xy值是反转的。
什么意思呢？
你从左往右点，正常来说x值是从小变大，但是有些屏是从大变小。
你从上往下点，正常来说y值是从小变大，但是有些屏是从大变小。
这时候，你同样可以修改设备树，或是修改/etc/ts.conf。

怎么修改设备树？
参考内核文档：Documentation/devicetree/bindings/input/touchscreen，该目录下有很多I2C触摸芯片的设备树说明，比如有goodix.txt，对应gt9xx芯片；有edt-ft5x06.txt。
要让x反转，或是y反转，在设备节点中加入这样的属性值就可以：

touchscreen-inverted-x = <1>;
touchscreen-inverted-y = <1>;

 
 

 
 
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有时为了测试方便，就是想临时改一下/etc/ts.conf，怎么做？
这个文件本身是有些注释的，可以参考：

“x0=1024”的意思就是：x坐标，0表示1024；
“y0=600”的意思是：y坐标，0表示600。

4.7 gt9xx芯片固件更新

gt9xx芯片功能强大，可以写入配置信息让它支持不同分辨率的触摸屏。
但是出厂的触摸屏IC一般都已经写好配置信息了，我们不应该让驱动程序去修改这些配置信息。
可以在设备树中加上这一句，禁止驱动去修改配置信息：

goodix,driver-send-cfg = <0>;

 
 

 
 
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这是我们调试过程中碰到的一个坑。

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