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MIPI-DSI命令模式

本场景描述在使用配备显示串行接口 (DSI) 和GRAM的显示屏时，如何在命令模式下配置MIPI DSI接口以及配置TouchGFX Generator。 本文使用的示例采用16位RGB565帧缓存格式，并在STM32CubeMX中进行配置。

Note
本场景假设已在板启动阶段完成可用显示驱动程序的开发。 驱动程序必须能够将像素传输到显示屏，并可以控制显示屏的像素写入位置。 如需进一步的详细信息，请查看显示屏的数据手册。

配置​

LTDC 配置​

  • 模式
    • 将显示类型设置为RGB565（16位）-DSI模式
  • 层设置
    • 将层数设置为1层
    • 在窗口位置和帧缓冲区行长度以及帧缓冲区行数中设置屏幕分辨率
    • 设置0层-像素格式设置为RGB565
    • 设置0层- Alpha混合常数为255

      LTDC 配置

  • NVIC 设置
    • LTDC全局中断和LTDC全局错误中断均不需要，应禁用。

      LTDC NVIC 设置

DSIHOST 配置​

  • 模式
    • 使用TE Pin将DSIHost设置为_*自适应命令模式**
  • 显示接口
    • 将色彩格式设置为“RGB888(16位)- DSI模式”
    • 根据显示宽度设置Maximum Command Size
    • 通过启用LTDC将显示帧缓冲区的刷新设置为手动触发
    • 其余配置取决于所选的LCD HW

      DSIHOST 配置

  • NVIC 设置
    • 启用DSI全局中断

      DSIHOST NVIC 设置

TouchGFX Generator​

  • 模式
    • 启用图形应用程序
  • TouchGFX Generator
    • 将显示/接口设置为并行RGB（LTDC），因为这仍是应用程序与之通信的控制器。
    • 将应用计时源设置为自定义

      TouchGFX Generator配置

用户代码​

TouchGFX Generator只能生成部分TouchGFX AL，用于配置LTDC以使其通过DSI主机控制器从帧缓存存储器向显示屏传输像素，并使显示屏与TouchGFX引擎同步。 但实现此功能所需的所有句柄均由TouchGFX Generator生成。

对于配备嵌入式GRAM的显示屏，在TouchGFXHAL.cpp中实现生成的TouchGFX HAL句柄时，应执行以下步骤，以便将像素传输到显示屏并使显示屏与TouchGFX引擎同步：

  1. 等待“VSYNC”（有时也称为“撕裂效应 (TE) 信号”）向TouchGFX引擎发送信号。
  2. 根据要重绘的帧缓存，将“显示光标”和“活动窗口”（显示屏上正在更新的区域）移动到GRAM中与此区域对应的位置。
  3. 准备将传入的像素数据写入GRAM。 根据所使用的帧缓存策略和显示接口，这可能需要交换帧缓存指针、向TouchGFX Engine发送信号，或等待之前的传输完成。
  4. 发送像素数据。

根据所使用的显示屏和帧缓存策略，上述步骤的实现方式会有所不同。

下文介绍了DSI命令模式接口可能特别需要进行的调整。

DSIHOST / LTDC初始化顺序​

对MX_DSIHOST_DSI_Init()的调用必须在MX_LTDC_Init()之前完成。 这应由STM32CubeMX处理。 如果不正确，需在用户代码部分修正顺序。

在调用HAL_DSI_Start() 之后，将DSIHOST时钟切换到DSIPHY源。

static void MX_DSIHOST_DSI_Init(void)
{
  ...
  /* 切换到DSI PHY PLL时钟 */
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
  PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_DSI;
  PeriphClkInit.DsiClockSelection    = RCC_DSICLKSOURCE_DSIPHY;
  HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
  /* 用户编码结束DSIHOST_Init 2 */
  ...
}

用户必须在MX_LTDC_Init() 函数的末尾添加特定于所用LCD控制器的必要初始化代码。 该代码将基于DSI HAL API HAL_DSI_ShortWrite() 和HAL_DSI_LongWrite()：

  static void MX_LTDC_Init(void)
  {
    ...
    /* 用户编码开始 LTDC_Init 2 */
    // 特定 LCD 控制器的初始化代码
    ...

    // 退出睡眠模式
    if (HAL_DSI_ShortWrite(&hdsi, 0, DSI_DCS_SHORT_PKT_WRITE_P0, DSI_EXIT_SLEEP_MODE, 0x00) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }

    HAL_Delay(120);
    /* 用户代码结束LTDC_Init 2 */
    ...
  }

更新了DSI命令模式的TouchGFXHAL类​

防止MIPI DSI显示在应用程序中的第一帧被渲染之前打开的一种方法是保护TouchGFXHAL::endFrame功能，保持显示关闭，直至TouchGFX渲染第一帧为止。 TouchGFXHAL::endFrame()可像下面这样更新，通过配置为PWM输出的HW定时器启用LCD及其背光。

void TouchGFXHAL::endFrame()
{
    if (!display_on)
    {
        display_on = true;
        /* 开启LCD，向显示器发送Display on DCS命令 */
        HAL_DSI_ShortWrite(&hdsi, 0, DSI_DCS_SHORT_PKT_WRITE_P1, DSI_SET_DISPLAY_ON, 0x00);
        /* 启动PWM定时器通道 */
        (void)HAL_TIM_PWM_Start(&htim8, TIM_CHANNEL_2);
        /* 通过将亮度设置为100%来开启背光 */
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim8, TIM_CHANNEL_2, 2U * 100);
    }

    TouchGFXGeneratedHAL::endFrame();
}

支持的帧缓存策略​

  • 单帧缓存
  • 双帧缓存
  • 部分缓存 - GRAM显示
Further reading
有关TouchGFX中帧缓存策略的概述，请参见文章帧缓存策略。

DSI命令模式通常具备足够高的带宽，将像素传输到GRAM的速度比显示屏扫描像素更快。 这与 FMC并行显示接口非常相似。 因此，对于可在DSI命令模式下正常运行的TouchGFX AL，其实现步骤与FMC并行显示接口非常相似。

Further reading
有关TouchGFX AL实现的更多信息，请参见文章FMC显示接口。

单帧缓存​

目前，TouchGFX板支持没有DSI命令模式单缓冲的参考实现。 设置类似于FMC单缓冲设置，但 使用DSI命令模式驱动程序功能而非FMC。

双帧缓存​

目前，TouchGFX板支持没有DSI命令模式双缓冲的参考实现。 设置类似于FMC双缓冲设置，但 使用DSI命令模式驱动程序功能而非FMC。

部分缓存 - GRAM显示​

目前，TouchGFX板支持没有DSI命令模式部分 - GRAM显示的参考实现。 设置类似于FMC部分缓存 - GRAM显示设置，但 使用DSI命令模式驱动程序功能而非FMC。