By Toradex 胡珊逢
1). 简介
在之前的文章中，我们已经介绍了如何在 Linux中添加开机图片，实现定制化的开机 Logo 显示。或许你也已经注意到了，在设备刚上电启动的时候，LCD显示屏出现下面几种现象，花屏、黑屏或者显示内容不全等。这是因为，在基于 Linux 的设备上电启动时，其实经历了Bootloader → U-Boot→ Linux→ Root FS→ User App 这一系列的过程。LCD 如果需要正常显示，其对应的显示控制器必须得到正确的配置。Linux 启动会加载显示驱动，配置正确的显示参数。而在 Linux 启动前，一般需要花费1到2秒的时间运行 U-Boot，Toradex默认的 U-Boot 在启动后会等待1秒中再加载 Linux 内核，以便用户进入 U-Boot 的命令行模式。在这一段时间内，ARM 的显示控制器可能没有正确配置，所以出现了上述现象。下面我们将以 Toradex Colibri iMX6/iMX7 为例介绍如何在 U-Boot 中配置 RGB LCD 液晶显示屏，使其上电后即可显示Logo 图片。
2). 配置
在 Linux 中，DeviceTree 能够为显示驱动提供正确的显示参数。如 Colibri iMX7 计算机模块的其中一个 Device Tree 配置文件imx7-colibri-eval-v3.dtsi， lcdif节点中native-mode 指定了显示分辨率、时钟、时钟极性等参数。目前最新的 Linux BSP 也支持从 cmdline的 vidargs 设置显示参数。而U-Boot 虽然也支持 Device Tree，但是目前的版本中还没有启用，更多的是需要通过修改源代码以及U-Boot环境参数来配置显示输出。下面针对Colibri iMX6/iMX7两个平台进行说明。
a). ColibriiMX6
修改colibri_imx6.c文件，在structdisplay_info_tconstdisplays[] 中添加屏幕参数对应的成员，其中mode.name 不能重复，U-Boot会根据该参数选择对应的参数配置。
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{
.bus= -1,
.addr= 0,
.pixfmt=IPU_PIX_FMT_RGB666,
.enable= enable_rgb,
.mode= {
.name = "wvga-rgb",
.refresh =60,
.xres = 800,
.yres = 480,
.pixclock = 25000,
.left_margin = 40,
.right_margin = 88,
.upper_margin = 33,
.lower_margin = 10,
.hsync_len = 128,
.vsync_len = 2,
.sync = 0,
.vmode = FB_VMODE_NONINTERLACED
}
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你完全可以参考代码中现有的配置，根据实际使用屏幕的参数做调整。
然后设置背光和亮度控制，屏幕亮度根据 PWM 的占空比调节，根据屏幕手册，将RGB_BACKLIGHTPWM_GP 调整为0或者1。U-Boot是一个相对精简的系统，为了减少启动时间，许多不必要的外设并没有被初始化，例如 PWM，在U-Boot一般简单地把PWM输出高、低电平。
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gpio_direction_output(RGB_BACKLIGHT_GP, 1);
gpio_direction_output(RGB_BACKLIGHTPWM_GP, 0);
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完成上述修改后，重新编译U-Boot，并用其更新Colibri iMX6 模块上的U-Boot文件。重启后在U-Boot配置下面参数
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setenv panel wvga-rgb
saveenv
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wvga-rgb即之前在structdisplay_info_tconst displays[] 中添加的成员名字，其对应的分辨率是800*480.
b). Colibri iMX7
由于 iMX7 SoC没有 IPU显示控制器，因此无法像 iMX6 一样直接在 U-Boot中配置 panel 参数。 Enhanced LCD Interface (eLCDIF)在iMX7上控制器液晶显示屏的输出，因此我们查看lcdif在U-Boot的驱动mxsfb.c。函数video_hw_init(void)实现lcdif 的初始化，这里我们看到可以通过‘videomode’将显示参数传给 lcdif驱动。因此，在U-Boot进行如下配置
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setenvvideomode‘video=ctfb:x:800,y:480,depth:18,pclk:29851,le:89,ri:164,up:23,lo:10,hs:10,vs:10,sync:0,vmode:0’
saveenv
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同时配置背光亮度 PWM的输出。在colibri_imx7.c中，将 GPIO_PWM_A设置为0或者1.
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gpio_direction_output(GPIO_PWM_A, 1);
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然后重新编译 U-Boot，并用其更新Colibri iMX7模块上的U-Boot文件。重启后配置上面videomode参数。
按照上面的方法，可以实现在U-Boot中配置LCD输出，并显示你需要的图案，你可以参考这篇文章修改U-Boot启动时的图片。
c). Apalis iMX6
Toradex Apalis系列模块定义了 LVDS，由于不同的SoC，Apalis系列模块采用不同的方式实现。Tegra 3 由于本身没有 LVDS 功能，因此Apalis T30模块采用了额外的芯片输出。而iMX6 和Tegra K1 则原生支持 LVDS，可以直接使用芯片自身的控制器。下面在Apalis iMX6 上以 24bit SPWG LVDS 输出为例进行说明。
修改apalis_imx6.c文件，你可能需要根据实际使用的屏幕调整下面像素格式和时序等参数，这些信息一般可以从屏幕的白皮书中获得。
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} }, {
.bus = -1,
.addr = 0,
.pixfmt= IPU_PIX_FMT_RGB24,
// .detect = detect_i2c,
.detect = detect_default,
.enable = enable_lvds,
.mode = {
.name = "xga-lvds",
.refresh =60,
.xres = 1024,
.yres = 768,
.pixclock = 15385,
.left_margin = 160,
.right_margin = 24,
.upper_margin = 29,
.lower_margin = 3,
.hsync_len = 136,
.vsync_len = 6,
.sync = FB_SYNC_EXT,
//.sync = 0,
.vmode =FB_VMODE_NONINTERLACED
} } };
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U-Boot进行如下配置，其中 panel的名字和上面 .name 变量一致。
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setenv panelxga-lvds
saveenv
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3). 总结
至此，你已经能够在设备上电后更早地显示Logo。但是这个时候可能会遇到更具挑战的问题，上电后出现很短暂地白屏、花屏或者闪烁。这主要是 LCD液晶屏幕自身上电初始化时所致。这个现象在不同的LCD显示屏上都会有不同的表现，有些则不会出现。你需要挑选合适的屏幕，或者控制背光延时点亮，例如用外部的电源管理芯片，合理地控制ARM计算机模块、显示屏、背光的电压轨启动顺序，确保在ARM计算机模块、显示屏在初始化之前，背光不会被点亮，从而避免屏、花屏或者闪烁的出现。
U-Boot是和SoC紧密相关的系统，需要根据不同的SoC调整代码。上面介绍的方法适用于iMX6/7 SoC模块，并且使用并口RGB LCD显示屏。使用其他平台，如Tegra系列，需要根据其显示驱动做调整。如果采用LVDS屏幕，同样需要在U-Boot开启对应 LVDS驱动，并设置显示参数。
开机图片显示，特别是开机立即显示，这不仅涉及到软件配置，还和显示屏、电源管理相关，因此需要从多个方面进行优化，从而达到符合要求的显示效果。
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