【MDI使用指南】设计说明 | 立创开发板技术文档中心

设计说明

源码说明

源代码位于 bsp/artinchip/：

bsp/artinchip/drv/mdi/drv_mdi.c，MDI Driver 层实现
bsp/artinchip/hal/mdi/hal_mdi.c，MDI HAL 层实现
bsp/artinchip/include/hal/hal_mdi.h，MDI HAL 层接口头文件

模块架构

整个软件系统的架构图如下：

MDI 驱动需要和我司的 MPP 中间件配合一起使用，MDI Driver 层采用普通的 API 方式向上提供接口。
MPP VIN 模块对 APP 提供类似 ioctl 的接口封装，类似 Linux 中的 ioctl 接口定义。
MDI 需要用到多任务并发，暂不支持在裸机环境中运行。

关键流程设计

初始化流程

总体上看，MDI 驱动的初始化过程实现在 aic_mdi_open() 接口中，完成的操作有：

1.使能 MDI 时钟 2.打卡 MDI 中断 3.初始化 VideoBuf 链表 4.使能 DVP 控制器

Buffer 队列管理

Buffer 队列管理复用 MPP VIN Buffer 模块中的机制，通过三个链表来管理这些 Buffer。

MDI->DE 场景的 Buffer 管理

整个 Buffer 流转的过程如下图：

MDI->GE->DE 场景的 Buffer 管理

整个 Buffer 流转的过程如下图：

局部刷新场景中的 Buffer 管理

在 MCU 属性 SPI 屏幕的应用中，通常为了节省带宽，刷新屏幕的数据过程是：

最开始，先推一屏完整的数据
后面的帧都采用局部刷新方式，只推一个小图
该小图的位置信息有 2A、2B 命令提供

分析认为，此场景必须要用到 GE 来做数据搬运和局部填充，数据通路也是： MDI->GE->DE。

但和上面场景有一个关键的差别，运行时需要一直保持一个背景图的备份，流程如下：

中断处理流程

MDI 的中断处理中需要处理两件事情：Buf 队列的流转和 DBI 命令响应。

对于图像数据的接收，MDI 硬件提供的中断状态中有两个比较重要：

1.HNUM Interrupt：
表示当前图像帧已经完成10行（驱动中默认配置）数据的刷新，用来标识硬件已经读走了当前的 Register 值（影子寄存器），软件可以传入下一个 Buf 的参数了。
2.Frame done：
表示当前帧的数据传输完成。

可见，HNUM Interrupt 会先于 Frame done 发生，驱动中用 HNUM Interrupt 判断当前 Register 是否可以修改，用 Frame done 判断当前 Buf 是否完成（done 状态），该 Buf 就可以从 QBuf list 切换到 DQbuf list 了。

按照 MDI 硬件设计的逻辑，HNUM Interrupt 和 Frame done 时间是交错发生：

bash

HNUM Interrupt -> Frame done -> HNUM Interrupt -> Frame done -> HNUM Interrupt -> Frame done ...

下图 MDI IRQ 的处理流程：

自定义 DBI 命令设计

Interface Pixel Format（0x3A）

0x3A 命令是一个标准的 DBI 命令，我们需要为了区分一些特殊格式，对 BIT3 做了扩展定义。

针对 BIT3 的自定义如下：（对应其中的 Flag 定义，代码详见 drv_mdi.c 的接口 aic_mdi_in_fmt_set()）

bash

/* The flag is a extend bit of CMD 0x3A, which should be set by Host.
 *
 * Bus Mode        MCU Interface Flag RGB sequence
 * ------------    ------------- ---- --------------
 * SPI             16BIT         x    RGB565
 * SPI             24BIT         0    RGB888
 * SPI             24BIT         1    RGB888_2
 * 8080/6080 x8    16BIT         x    X8 RGB565
 * 8080/6080 x8    24BIT         x    X8 RGB888
 * 8080/6080 x16   16BIT         x    X16 RGB565
 * 8080/6080 x16   18BIT         0    X16 RGBX666
 * 8080/6080 x16   18BIT         1    X16 XRGB666
 * 8080/6080 x16   24BIT         0    X16 RGBX888
 * 8080/6080 x16   24BIT         1    X16 RGBX
 */

GE Control（0xAC）

0xAC 命令用来实现配置 1605 GE 的控制参数，支持拉伸、镜像、旋转。定义如下：

bash

#define DBI_CMD_GE_H_FLIP           BIT(6)
#define DBI_CMD_GE_V_FLIP           BIT(5)
#define DBI_CMD_GE_SCALE            BIT(4)
#define DBI_CMD_GE_ROT_MASK         GENMASK(1, 0)

关于 Rotation 的角度定义，复用 MPP 中的定义：

bash

/* rotate flags for GE/VE ctrl */
#define MPP_ROTATION_0            (0 << 0)
#define MPP_ROTATION_90           (1 << 0)
#define MPP_ROTATION_180          (2 << 0)
#define MPP_ROTATION_270          (3 << 0)

数据结构设计

struct aic_mdi_cfg

属于 MPP VIN Dev 层的接口，定义了输入信号、显示输出的配置信息，由 APP 层在初始化时传入：

bash

struct aic_mdi_cfg {
    /* Input format, should be decided by some GPIO */
    enum mdi_bus_mode       bus_mode;
    enum mdi_dat_endian     big_endian;
    struct mdi_bus_8080_cfg bus_8080;
    struct mdi_bus_spi_cfg  bus_spi;

    /* Input pixel format, set by Host write command */
    u32 width;
    u32 height;

    /* Output pixel format, depends on the panel */
    u32 stride;
    u32 sizeimage;
};

其中，引用到了关于 DBI Bus 的配置信息：

bash

/* Information of SPI bus */
struct mdi_bus_spi_cfg {
    enum mdi_spi_mode       mode;
    enum mdi_spi_disp_fmt   seq;
    enum mdi_spi_rd_fmt     rd_fmt;
};

/* Information of 8080/6800 bus */
struct mdi_bus_8080_cfg {
    enum mdi_pin_ctl        pin;
    union {
        enum mdi_x8_seq x8;
        enum mdi_x16_seq x16;
    } seq;
};

DBI Bus 的格式定义

属于 MPP VIN Dev 层的接口，定义了 DBI Bus 相关的数据格式：

bash

enum mdi_bus_mode {
    MDI_BUS_MODE_8080 = 0,
    MDI_BUS_MODE_6800 = 1,
    MDI_BUS_MODE_SPI = 2
};

enum mdi_spi_disp_fmt {
    MDI_SPI_DISP_FMT_RGB888 = 0,
    MDI_SPI_DISP_FMT_RGB565 = 1,
    MDI_SPI_DISP_FMT_RGB888_2 = 2, // only for 2SDA
};

enum mdi_spi_rd_fmt {
    MDI_SPI_RD_FMT_8BIT = 0,
    MDI_SPI_RD_FMT_24BIT = 1,
    MDI_SPI_RD_FMT_32BIT = 2
};

enum mdi_spi_mode {
    MDI_SPI_MODE_3WIRE = 0,
    MDI_SPI_MODE_4WIRE = 1,
    MDI_SPI_MODE_2SDA = 2,
    MDI_SPI_MODE_4SDA = 3
};

enum mdi_x16_seq {
    MDI_X16_SEQ_RGB888 = 0,
    MDI_X16_SEQ_RGBX = 1,
    MDI_X16_SEQ_RGBX666 = 2,
    MDI_X16_SEQ_XRGB666 = 3,
    MDI_X16_SEQ_RGB565 = 4
};

enum mdi_x8_seq {
    MDI_X8_SEQ_RGB888 = 0,
    MDI_X8_SEQ_RGB565 = 1
};

enum mdi_dat_endian {
    MDI_DAT_ENDIAN_LOW_8 = 0,
    MDI_DAT_ENDIAN_HIGH_8 = 1
};

enum mdi_pin_ctl {
    MDI_PIN_CTL_X8 = 0,
    MDI_PIN_CTL_X16 = 1
};

DBI 命令的回调信息

属于 MPP VIN Dev 层的接口，定义了一个 DBI 命令对应的数据内容及处理函数：

bash

struct aic_dbi_cmd {
    u8 code;
    u8 data_len;
    char name[16];
    int (*proc)(u8 code, u8 *data);
};

struct aic_mdi

属于 Driver 层内部接口，定义了 MDI 控制器的设备管理信息：

bash

struct aic_mdi {
    enum aic_mdi_status     status;
    struct aic_mdi_cfg      cfg; /* The configuration of MDI HW */
    unsigned int            busy_pin_g;
    unsigned int            busy_pin_p;
    bdi_cmd_cb              cmd_cb;

    /* Videobuf */
    struct vb_queue         queue;
    struct list_head        active_list;
    aicos_mutex_t           active_lock; /* lock of active buf list */
    unsigned int            hw_used_cnt;
    unsigned int            sequence;
    unsigned int            streaming;

    aicos_mutex_t           lock;
};

MPP VIN Dev 层接口设计

mpp_vin_dev_init

函数原型	int mpp_vin_dev_init(u32 cnt, struct aic_mdi_cfg *cfg)
功能说明	完成 MDI VIN Dev 的状态初始化等
参数定义	cnt - 指定接收多少帧图像，传 0 表示数量不限
	cfg - 配置 DBI Bus 的格式信息，如 8080、X16/X8 等
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项

mpp_vin_dev_deinit

函数原型	void mpp_vin_dev_deinit(void)
功能说明	MDI VIN Dev 的资源释放
参数定义	无
返回值	无
注意事项

Driver 层接口设计

aic_mdi_open

函数原型	int aic_mdi_open(bdi_cmd_cb cb, struct aic_mdi_cfg *cfg)
功能说明	完成 MDI 的时钟设置、中断申请、Buf 状态初始化等
参数定义	cb - 当收到 DBI 命令时，处理 DBI 命令的回调函数
	cfg - 配置 DBI Bus 的格式信息，如 8080、X16/X8 等
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项

aic_mdi_close

函数原型	int aic_mdi_close(void)
功能说明	关闭时钟、关闭 MDI 控制器
参数定义	无
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项

aic_mdi_in_fmt_set

函数原型	int aic_mdi_in_fmt_set(enum dbi_mcu_if fmt, u8 flag)
功能说明	设置 MDI 的输入视频格式
参数定义	fmt - MCU 接口的位宽格式
	flag - 为了区分一些特殊格式，用此参数作为标记
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项

aic_mdi_out_pixel_set

函数原型	void aic_mdi_out_pixel_set(u32 stride, u32 imagesize)
功能说明	设置 MDI 的输出图像格式
参数定义	stride - 一行图像数据需要占用的字节个数
	imagesize - 一帧图像数据需要占用的字节个数
返回值	无
注意事项

aic_mdi_stream_on

函数原型	int aic_mdi_stream_on(void)
功能说明	启动视频流
参数定义	无
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项

aic_mdi_stream_off

函数原型	int aic_mdi_stream_off(void)
功能说明	关闭视频流
参数定义	无
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项

aic_mdi_req_buf

函数原型	int aic_mdi_req_buf(char buf, u32 size, struct vin_video_buf vbuf)
功能说明	按照给定的 Video Buf 配置信息从内存池中申请 Buf
参数定义	buf - 指向内存池的指针
	size - 内存池的总大小
	vbuf - Video Buf 的配置信息
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项

aic_mdi_q_buf

函数原型	int aic_mdi_q_buf(u32 index)
功能说明	释放指定 index 的 Buf 进入空闲队列（queued_list）
参数定义	index - Buf 的索引号
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项

aic_mdi_dq_buf

函数原型	int aic_mdi_dq_buf(u32 *pindex)
功能说明	从 DVP 处理完成后的队列（done_list）中获取一个 Buf
参数定义	pindex - 用于保存获取到的 Buf 索引号
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项

APP Demo

test_mdi 命令的实现代码可以作为 APP 的设计参考，详见 bsp/examples/test-mdi/test_mdi.c:

bash


static const char sopts[] = "c:h";
static const struct option lopts[] = {
    {"count",       required_argument, NULL, 'c'},
    {"help",              no_argument, NULL, 'h'},
    {0, 0, 0, 0}
};

/* Functions */

static void usage(char *program)
{
    printf("Compile time: %s %s\n", __DATE__, __TIME__);
    printf("Usage: %s [options]: \n", program);
    printf("\t -c, --count\t\tthe number of capture frame \n");
    printf("\t -h, --help \n");
    printf("\n");
    printf("Example: %s -c 1\n", program);
}

static long long int str2int(char *_str)
{
    if (_str == NULL) {
        pr_err("The string is empty!\n");
        return -1;
    }

    if (strncmp(_str, "0x", 2))
        return atoi(_str);
    else
        return strtoll(_str, NULL, 16);
}

#define MDI_USE_8080_X16
// #define MDI_USE_8080_X8
// #define MDI_USE_6800_X16
// #define MDI_USE_6800_X8
// #define MDI_USE_SPI

/* TODO: Should parse the input format from three GPIO
 *
 * GPIO1 GPIO2 GPIO3 Bus Mode
 * ----- ----- ----- ---------
 * 0     0     0     8080 X16
 * 0     0     1     8080 X8
 * 0     1     0     6800 X16
 * 0     1     1     6800 X8
 * 1     0     0     SPI 3-Wire
 * 1     0     1     SPI 4-Wire
 * 1     1     0     SPI 2-SDA
 * 1     1     1     SPI 4-SDA
 */
static int aic_mdi_bus_fmt_load(struct aic_mdi_cfg *cfg)
{
    char *bus_mode[] = {"8080", "6800", "SPI"};

#ifdef MDI_USE_SPI
    char *spi_mode[] = {"3-Wire", "4-Wire", "2-SDA", "4-SDA"};

    /* For SPI bus */
    cfg->bus_mode = MDI_BUS_MODE_SPI;
    cfg->big_endian = MDI_DAT_ENDIAN_HIGH_8;
    cfg->bus_spi.mode = MDI_SPI_MODE_4SDA;

    printf("Bus mode: %s %s, Big endian: %d\n", bus_mode[cfg->bus_mode],
           spi_mode[cfg->bus_spi.mode], cfg->big_endian);
    return 0;
#endif

#ifdef MDI_USE_8080_X16
    /* For 8080 bus */
    cfg->bus_mode = MDI_BUS_MODE_8080;
    cfg->bus_8080.pin = MDI_PIN_CTL_X16;
#endif

#ifdef MDI_USE_8080_X8
    cfg->bus_mode = MDI_BUS_MODE_8080;
    cfg->bus_8080.pin = MDI_PIN_CTL_X8;
    cfg->big_endian = MDI_DAT_ENDIAN_HIGH_8;
#endif

    printf("Bus mode: %s, Pin: %s, Big endian: %d\n", bus_mode[cfg->bus_mode],
           cfg->bus_8080.pin ? "X16" : "X8", cfg->big_endian);

    return 0;
}

static void cmd_test_mdi(int argc, char **argv)
{
    int c;
    u32 frame_cnt = 0;
    struct aic_mdi_cfg cfg = {0};

    optind = 0;
    while ((c = getopt_long(argc, argv, sopts, lopts, NULL)) != -1) {
        switch (c) {
        case 'c':
            frame_cnt = str2int(optarg);
            continue;

        case 'h':
            usage(argv[0]);
            return;

        default:
            break;
        }
    }

    if (frame_cnt)
        pr_info("Capture %d frames from DBI\n", frame_cnt);

    if (aic_mdi_bus_fmt_load(&cfg) < 0) {
        pr_err("Failed to get the BUS format of MDI\n");
        return;
    }

    mpp_vin_dev_init(frame_cnt, &cfg);
}
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(cmd_test_mdi, test_mdi, Test MDI module);

系统更新方式

OTA方案

XIP方案

安全方案

Memory使用指南

Interrupt使用指南

CMU使用指南

DMA使用指南

HRTimer使用指南

MTOP使用指南

RTC使用指南

TSensor使用指南

Watchdog使用指南

SDMC使用指南

PSRAM使用指南

SPI-NAND使用指南

SPI-NOR使用指南

Audio使用指南

Display使用指南

DVP使用指南

MDI使用指南

GE使用指南

I2S使用指南

VE使用指南

MPP使用指南

MPP播放器使用指南

MPP录像使用指南

LVGL使用指南

MPP音频播放器使用指南

CAN使用指南

CAP使用指南

CIR使用指南

GPAI使用指南

GPIO使用指南

I2C使用指南

PSADC使用指南

PWM使用指南

RTP使用指南

QSPI使用指南

UART使用指南

MAC使用指南

USB使用指南

eFuse使用指南

SPI-ENC使用指南

CE使用指南

​

设计说明 ​

源码说明 ​

模块架构 ​

关键流程设计 ​

初始化流程 ​

Buffer 队列管理 ​

MDI->DE 场景的 Buffer 管理 ​

MDI->GE->DE 场景的 Buffer 管理 ​

局部刷新场景中的 Buffer 管理 ​

中断处理流程 ​

自定义 DBI 命令设计 ​

Interface Pixel Format（0x3A） ​

GE Control（0xAC） ​

数据结构设计 ​

struct aic_mdi_cfg ​

DBI Bus 的格式定义 ​

DBI 命令的回调信息 ​

struct aic_mdi ​

MPP VIN Dev 层接口设计 ​

mpp_vin_dev_init ​

mpp_vin_dev_deinit ​

Driver 层接口设计 ​

aic_mdi_open ​

aic_mdi_close ​

aic_mdi_in_fmt_set ​

aic_mdi_out_pixel_set ​

aic_mdi_stream_on ​

aic_mdi_stream_off ​

aic_mdi_req_buf ​

aic_mdi_q_buf ​

aic_mdi_dq_buf ​

APP Demo ​

设计说明

源码说明

模块架构

关键流程设计

初始化流程

Buffer 队列管理

MDI->DE 场景的 Buffer 管理

MDI->GE->DE 场景的 Buffer 管理

局部刷新场景中的 Buffer 管理

中断处理流程

自定义 DBI 命令设计

Interface Pixel Format（0x3A）

GE Control（0xAC）

数据结构设计

struct aic_mdi_cfg

DBI Bus 的格式定义

DBI 命令的回调信息

struct aic_mdi

MPP VIN Dev 层接口设计

mpp_vin_dev_init

mpp_vin_dev_deinit

Driver 层接口设计

aic_mdi_open

aic_mdi_close

aic_mdi_in_fmt_set

aic_mdi_out_pixel_set

aic_mdi_stream_on

aic_mdi_stream_off

aic_mdi_req_buf

aic_mdi_q_buf

aic_mdi_dq_buf

APP Demo