MIPI-DSIコマンド･モード

このセクションでは、コマンド･モード用のMIPI DSIインタフェースの設定方法と、TouchGFX Generatorでこの設定を使用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では一般的に以下の設定で実行されます。また、コード例を示します。

LTDC IP
DSI-HOST IP
TouchGFX Generator

STM32CubeMX - ハードウェア設定

LTDC

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

STM32CubeMX - 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

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CubeMXで処理します。

使用しているLCDコントローラに固有の必要な初期化コードをMX_LTDC_Init()関数の最後に追加する必要があります。これは通常、DSI HAL APIのHAL_DSI_ShortWrite()およびHAL_DSI_LongWrite()に基づいています。

/**
  * @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);

  // Specific LCD controller's initialization code
  ...

  // Turn display off until first frame
  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 */

  ...
}

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();
}

DSIコマンド･モードでは、ディスプレイの内部GRAMは、LTDCを使用してウィンドウをそれに書き込むことにより更新されます。ウィンドウのサイズはスクリーン領域全体に設定できます。

  static void MX_LTDC_Init(void)
  {
    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);
    }
  }

ディスプレイでは、GRAMのピクセル値に基づいてピクセルを設定することで、スクリーンが1行ずつ更新されます。スクリーンでのティアリングを防ぐには、GRAMの各ピクセル値を更新してからスクリーンに描画する必要があります。更新がスキャンラインに追いつけるかぎり、ディスプレイの更新中に値をGRAMに書き込むことができます。 GRAMの更新を安全に開始できる場合は、ディスプレイからティアリング効果信号が発せられます。 TE信号を有効にしてディスプレイの最終行に設定するコードは、高さが800ピクセルのスクリーンの場合、次のようになります。

  /**
   * 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信号は割込みをトリガし、これはLTDC経由での転送の開始に使用されます。転送が完了したら、別の割り込みがトリガされます。この例では、ダブル･フレームバッファを使用して、一方のバッファに描画しながら、もう一方をGRAMに転送できるようにします。

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

    if (HAL::getInstance())
    {
      // Swap frame buffers immediately instead of waiting for the task to be scheduled in.
      // Note: task will also swap when it wakes up, but that operation is guarded and will not have
      // any effect if already swapped.
      HAL::getInstance()->swapFrameBuffers();
    }

    // Transfer frame buffer data
    HAL_DSI_Refresh(hdsi);
  }//

  void HAL_DSI_EndOfRefreshCallback(DSI_HandleTypeDef* hdsi)
  {
    //Point LTDC base address to the new frame buffer:
    __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 - ハードウェア設定​

LTDC​

DSIHOSTの設定​

STM32CubeMX - TouchGFX Generator​

DSIHOST / LTDCの初期化シーケンス​

DSIコマンド･モード用に更新されたTouchGFXHALクラス​