MIPI-DSI指令模式

本節介紹如何為指令模式設定MIPI DSI介面，以及如何在TouchGFX Generator中使用此設定。本文使用的範例將用於16位元RGB565影像緩衝區格式，通常在STM32CubeMX及程式碼範例中進行下列設定。

LTDC IP
DSI-HOST IP
TouchGFX Generator

STM32CubeMX - 硬體設定

LTDC

模式
- 將Display Type (顯示類型)設定為RGB565 (16 bits) - DSI Mode (RGB565 (16位元) - DSI模式)
層設定
- 將Number of layers (層數)設定為1 layer (1層)
- 在Windows Position (視窗位置)、Frame Buffer Line Length (影像緩衝區行長度)及Frame Buffer Number of Lines (影像緩衝區行數)設定螢幕解析度
- 將Layer 0 - Pixel Format (第0層 - 像素格式)設定為RGB565
- 將Layer 0 - Alpha constant for blending (第0層 - 用於混合的Alpha常數)設定為255
  LTDC設定
NVIC設定
- LTDC global interrupt (LTDC全域中斷)及LTDC global error interrupt (LTDC全域錯誤中斷)都不需要且應停用。
  LTDC NVIC設定

DSIHOST設定

模式
- 將DSIHost設定為_*Adapted Command Mode with TE Pin**(適性指令模式搭配TE腳位)
顯示介面
- 將Color Coding (色彩編碼)設定為RGB565 (16 bits) - DSI mode (RGB565 (16位元) - DSI模式)
- 將Maximum Command Size (最大指令大小)設定為顯示寬度順序的數字
- 將The Refresh of the Display Frame Buffer is Triggered (觸發顯示影像緩衝區的刷新頻率)設定為manually by Enabling the LTDC (啟用LTDC手動進行)
- 剩餘設定需視選取的LCD硬體而定
  DSIHOST設定
NVIC設定
- 啟用DSI global interrupt (DSI全域中斷)
  DSIHOST NVIC設定

STM32CubeMX - TouchGFX Generator

模式
- 啟用Graphics Application (圖形應用程式)
TouchGFX Generator
- 將Display / Interface (顯示/介面)設定為Parallel RGB (LTDC)(平行RGB (LTDC))，因為這仍是應用程式需要通訊的控制器。
- 將Application Tick Source (應用時標源)設定為Custom (客製)
  TouchGFX Generator設定

DSIHOST / LTDC初始化順序

對MX_DSIHOST_DSI_Init()的呼叫必須在MX_LTDC_Init()之前完成，並應由CubeMX處理。

使用者必須將指定的必要初始化程式碼新增至使用的LCD控制器，位在MX_LTDC_Init()函數末端；這一般將依據DSI HAL API HAL_DSI_ShortWrite()及HAL_DSI_LongWrite()

/**
  * @brief LTDC Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_LTDC_Init(void)
{
    ...

    /* USER CODE BEGIN LTDC_Init 2 */

    __HAL_LTDC_DISABLE(&hltdc);
    HAL_DSI_Start(&hdsi);

    // 特定LCD控制器的初始化程式碼
    ...

    // 在第一張畫面前關閉顯示器
    HAL_DSI_ShortWrite(&hdsi, 0, DSI_DCS_SHORT_PKT_WRITE_P1, DSI_SET_DISPLAY_OFF, 0x00);

    __HAL_LTDC_ENABLE(&hltdc);

    /* USER CODE END LTDC_Init 2 */

    ...
}

已更新DSI指令模式的TouchGFXHAL類別

防止MIPI DSI顯示在應用程式中渲染第一幀之前開啟的一種方法是保護TouchGFXHAL::endFrame函數，以便在TouchGFX渲染第一幀之前關閉顯示。 TouchGFXHAL::endFrame()可像下面這樣更新，透過設定為PWM輸出的HW計時器啟用LCD及其背光。

void TouchGFXHAL::endFrame()
{
    if (!display_on)
    {
        display_on = true;
        /* Enable the LCD, Send Display on DCS command to display */
        HAL_DSI_ShortWrite(&hdsi, 0, DSI_DCS_SHORT_PKT_WRITE_P1, DSI_SET_DISPLAY_ON, 0x00);
        /* Start PWM Timer channel */
        (void)HAL_TIM_PWM_Start(&htim8, TIM_CHANNEL_2);
        /* Enable Backlight by setting Brightness to 100% */
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim8, TIM_CHANNEL_2, 2U * 100);
    }

    TouchGFXGeneratedHAL::endFrame();
}

在DSI指令模式中，若要更新顯示的內部GRAM，就要使用LTDC將視窗寫入至其中。視窗尺寸可設定為整個螢幕區域：

void LCD_SetUpdateRegion()
{
    uint8_t pCols[4] = {0x00, 0x00, 0x01, 0xDF}; /*   0 -> 480 */
    uint8_t pRows[4] = {0x00, 0x00, 0x03, 0x3F}; /*   0 -> 800 */

    HAL_DSI_LongWrite(&hdsi, 0, DSI_DCS_LONG_PKT_WRITE, 4, OTM8009A_CMD_CASET, pCols);
    HAL_DSI_LongWrite(&hdsi, 0, DSI_DCS_LONG_PKT_WRITE, 4, OTM8009A_CMD_PASET, pRows);
}

顯示會依據GRAM中的像素值設定像素以逐行更新螢幕。為了避免螢幕出現撕裂效應，GRAM的每個像素值都必須在顯示器將其繪製至螢幕前進行更新。顯示器更新期間可將值寫入GRAM，只要更新速度能夠跟上掃描即可。顯示器可安全更新GRAM時會發出撕裂效應訊號，以下是在高度為800像素的螢幕情況下，啟用TE訊號且將其設定在顯示最後一行的程式碼：

/**
 * Request TE at scanline 800.
 */
void LCD_ReqTear(void)
{
    static uint8_t ScanLineParams[2];

    uint16_t scanline = 800;
    ScanLineParams[0] = scanline >> 8;
    ScanLineParams[1] = scanline & 0x00FF;

    HAL_DSI_LongWrite(&hdsi, LCD_OTM8009A_ID, DSI_DCS_LONG_PKT_WRITE, 2, 0x44, ScanLineParams);
    // set_tear_on
    HAL_DSI_ShortWrite(&hdsi, LCD_OTM8009A_ID, DSI_DCS_SHORT_PKT_WRITE_P1, 0x35, 0x00);
}

TE訊號觸發中斷，可用於透過LTDC啟動傳輸。傳輸完成後，就會觸發另一次中斷。此範例使用兩個影像緩衝區，以便啟用繪製至其中一個緩衝區，另一個緩衝區則傳輸至GRAM。

void HAL_DSI_TearingEffectCallback(DSI_HandleTypeDef* hdsi)
{
    GPIO::set(GPIO::VSYNC_FREQ);
    HAL::getInstance()->vSync();
    OSWrappers::signalVSync();

    if (HAL::getInstance())
    {
        // 立刻交換影片緩衝區而不等待工作排程。
        // 任務在喚醒時也會交換，但操作受到保護，如果已經交換，則不會產生任何影響。
        HAL::getInstance()->swapFrameBuffers();
    }

    // 傳輸影片緩衝區資料
    HAL_DSI_Refresh(hdsi);
}

void HAL_DSI_EndOfRefreshCallback(DSI_HandleTypeDef* hdsi)
{
    // 將LTDC base address指向新的影片緩衝區：
    __HAL_DSI_WRAPPER_DISABLE(hdsi);
    LTDC_LAYER(&hltdc, 0)->CFBAR = ((uint32_t)currFbBase);
    __HAL_LTDC_RELOAD_IMMEDIATE_CONFIG(&hltdc);
    __HAL_DSI_WRAPPER_ENABLE(hdsi);

    GPIO::clear(GPIO::VSYNC_FREQ);            
}

STM32CubeMX - 硬體設定​

LTDC​

DSIHOST設定​

STM32CubeMX - TouchGFX Generator​

DSIHOST / LTDC初始化順序​

已更新DSI指令模式的TouchGFXHAL類別​