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MIPI-DSIコマンド･モード

このシナリオでは、ディスプレイ･シリアル･インタフェース（DSI）とGRAMを搭載したディスプレイを使用する場合に、コマンド･モードのMIPI DSIインタフェースとTouchGFX Generatorを設定する方法について説明します。 この記事で使用する例は、16ビットRGB565のフレームバッファ･フォーマットに対応するもので、STM32CubeMXの設定で実行されます。

Note
このシナリオでは、動作するディスプレイ･ドライバはボードの立ち上げフェーズで開発されたものとします。 ドライバは、ピクセルをディスプレイに転送し、ディスプレイのメモリ書き込み位置を制御できる必要があります。 詳細については、ディスプレイのデータシートを参照してください。

設定​

LTDCの設定​

  • モード
    • Display TypeをRGB565（16 bits）- DSI Modeに設定
  • レイヤの設定
    • Number of layersを1 layerに設定
    • スクリーン解像度をWindows Position、Frame Buffer Line Length、およびFrame Buffer Number of Linesに設定
    • Layer 0 - Pixel FormatをRGB565に設定
    • Layer 0 - Alpha constant for blendingを255に設定

      LTDCの設定

  • NVICの設定
    • LTDC global interruptとLTDC global error interruptは両方とも不要なため、無効にする必要があります。

      LTDC NVICの設定

DSIHOSTの設定​

  • モード
    • DSIHostをAdapted Command Mode with TE Pinに設定
  • ディスプレイ･インタフェース
    • Color CodingをRGB565（16 bits）- DSI modeに設定
    • Maximum Command Sizeをディスプレイ幅相当の数値に設定
    • The Refresh of the Display Frame Buffer is Triggeredをmanually by Enabling the LTDCに設定
    • 残りの設定は選択したLCD HWに応じて異なる

      DSIHOSTの設定

  • NVICの設定
    • DSI global interruptを有効にする

      DSIHOST NVICの設定

TouchGFX Generator​

  • モード
    • Graphics Applicationを有効にする
  • TouchGFX Generator
    • Display / InterfaceをParallel RGB（LTDC）に設定（これはアプリケーションが通信する必要があるコントローラであるため）
    • Application Tick SourceをCustomに設定

      TouchGFX Generatorの設定

ユーザ･コード​

TouchGFX Generatorでは部分的なTouchGFX ALしか生成できません。これは、 DSIホスト･コントローラを介してフレームバッファ･メモリからディスプレイにピクセルを転送し、ディスプレイがTouchGFX Engineと同期するようにLTDCを設定するものです。 ただし、これを実行するために必要なすべてのハンドルは、TouchGFX Generatorによって生成されます。

一般的に、GRAMを内蔵したディスプレイの場合、生成されたTouchGFX HALハンドルのTouchGFXHAL.cppにおける実装では、以下の手順を実行して、ピクセルをディスプレイに転送し、ディスプレイとTouchGFX Engineを同期する必要があります。

  1. 「VSYNC」（ティアリング効果（TE）信号と呼ばれることもあります）を待ち、TouchGFX Engineに信号を送ります。
  2. 再描画されるフレームバッファの領域に基づいて、この領域に対応するGRAM内の場所に、「ディスプレイ･カーソル」および「アクティブ･ウィンドウ」（更新されるディスプレイ領域）を移動します。
  3. 送られてくるピクセル･データをGRAMに書き込む準備を整えます。 フレームバッファ戦略と使用するディスプレイ･インタフェースに応じて、これはフレームバッファのポインタのスワッピング、TouchGFX Engineの信号伝達、または前の転送の完了を待つことであったりします。
  4. ピクセル･データを送信します。

使用するディスプレイとフレームバッファ戦略によって、上記の手順の実装方法は異なります。

DSIコマンド･モードのインタフェースで特に必要になると思われるいくつかの調整を以下に示します。

DSIHOST / LTDCの初期化シーケンス​

MX_DSIHOST_DSI_Init()の呼出しは、MX_LTDC_Init()の前に行う必要があります。 これはSTM32CubeMXで処理します。 正しくない場合は、ユーザ･コード･セクションで必ず順序を修正してください。

HAL_DSI_Start()の呼び出し後、DSIHOSTクロックをDSIPHYソースに切り替えます。

static void MX_DSIHOST_DSI_Init(void)
{
  ...
  /* Switch to DSI PHY PLL clock */
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
  PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_DSI;
  PeriphClkInit.DsiClockSelection    = RCC_DSICLKSOURCE_DSIPHY;
  HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
  /* USER CODE END DSIHOST_Init 2 */
  ...
}

ユーザは、MX_LTDC_Init()関数の末尾に、使用されたLCDコントローラに求められる固有の初期化コードを追加する必要があります。 そのコードは、DSI HAL APIのHAL_DSI_ShortWrite()とHAL_DSI_LongWrite()に基づくものになります。

  static void MX_LTDC_Init(void)
  {
    ...
    /* USER CODE BEGIN LTDC_Init 2 */
    // Specific LCD controller's initialization code
    ...

    // Exit Sleep Mode
    if (HAL_DSI_ShortWrite(&hdsi, 0, DSI_DCS_SHORT_PKT_WRITE_P0, DSI_EXIT_SLEEP_MODE, 0x00) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }

    HAL_Delay(120);
    /* USER CODE END LTDC_Init 2 */
    ...
  }

DSIコマンド･モード用に更新されたTouchGFXHALクラス​

アプリケーションで最初のフレームの描画を完了するまでMIPI DSIディスプレイがオンになるのを防ぐ1つの方法は、関数TouchGFXHAL::endFrameをガードして、TouchGFXが最初のフレームを描画するまでディスプレイをオフにしておくことです。 TouchGFXHAL::endFrame()を以下のように更新すると、PWM出力用に設定されたHWタイマを通して、LCDとそのバックライトを有効にできます。

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();
}

サポートされるフレームバッファ戦略​

  • シングル
  • ダブル
  • パーシャル - GRAMディスプレイ
Further reading
TouchGFXのフレームバッファ戦略の概要については、「フレームバッファ戦略」の記事を参照してください。

通常、DSIコマンド･モードは、ディスプレイがピクセルをスキャンするよりも速くピクセルをGRAMに転送するように十分な広さの帯域幅を備えています。 これはFMCパラレル･ディスプレイ･インタフェースとよく似ています。 したがって、DSIコマンド･モードでTouchGFX ALを動作させるための実装手順は、FMCパラレル･ディスプレイ･インタフェースとよく似ています。

Further reading
TouchGFX ALの実装の詳細については、「FMCディスプレイ･インタフェース」の記事を参照してください。

シングル​

現在のところ、TouchGFX Board Supportには、DSIコマンド･モードを使用したシングル･バッファに関するリファレンス実装が含まれていません。 セットアップは「FMCシングル･バッファ」のセットアップと似ていますが、FMCではなくDSIコマンド･モードのドライバ機能を使用します。

ダブル​

現在のところ、TouchGFX Board Supportには、DSIコマンド･モードを使用したダブル･バッファに関するリファレンス実装が含まれていません。 セットアップは「FMCダブル･バッファ」のセットアップと似ていますが、FMCではなくDSIコマンド･モードのドライバ機能を使用します。

パーシャル - GRAMディスプレイ​

現在のところ、TouchGFX Board Supportには、DSIコマンド･モードを使用したパーシャル - GRAMディスプレイに関するリファレンス実装が含まれていません。 セットアップは「FMCパーシャル - GRAMディスプレイ」のセットアップと似ていますが、FMCではなくDSIコマンド･モードのドライバ機能を使用します。