OpenHarmony（鸿蒙南向）——平台驱动开发【MIPI DSI】

概述

功能简介

DSI（Display Serial Interface）是由移动行业处理器接口联盟（Mobile Industry Processor Interface (MIPI) Alliance）订定的规范，旨在低落移动设备中显示控制器的成本。它以串行的方式发送像素数据或指令给外设（通常是LCD大概类似的显示设备），或从外设中读取状态信息或像素信息；它界说了主机、图像数据源和目的设备之间的串行总线和通信协议。
MIPI DSI具备高速模式和低速模式两种工作模式，全部数据通道都可以用于单向的高速传输，但只有第一个数据通道才可用于低速双向传输，从属端的状态信息、像素等是通过该数据通道返回。时钟通道专用于在高速传输数据的过程中传输同步时钟信号。
图1显示了简化的DSI接口。从概念上看，符合DSI的接口与基于DBI-2和DPI-2尺度的接口具有相同的功能。它向外围设备传输像素或命令数据，并且可以从外围设备读取状态或像素信息。主要区别在于，DSI对全部像素数据、命令和事件进行序列化，而在传统接口中，这些像素数据、命令和事件通常需要附加控制信号才能在并行数据总线上传输。
图 1 DSI发送、接收接口

DSI尺度对应D-PHY、DSI、DCS规范，可分为四层：

• PHY Layer
  PHY层指定传输介质(电导体)、输入/输出电路和从串行比特流中捕获“1”和“0”的时钟机制。这一部分的规范记录了传输介质的特性、信号的电气参数以及时钟与数据通道之间的时序关系。在DSI链路的发送端，并行数据、信号事件和命令按照包构造在协议层转换为包。协议层附加包协议信息和报头，然后通过Lane Management层向PHY发送完备的字节。数据由PHY进行序列化，并通过串行链路发送。DSI链路的接收端实行与发送端相反的利用，将数据包分解为并行的数据、信号事件和命令。如果有多个Lane, Lane管理层将字节分配给单独的物理层，每个Lane一个PHY。
  
• Lane Management层
  负责发送和收集数据流到每条Lane。数据Lane的三种利用模式 ：espace mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode 。
  
• Low Level Protocol层
  界说了如何组帧息争析以及错误检测等。
  
• Application层
  

描述高层编码息争析数据流。这一层描述了数据流中包罗的数据的更高级的编码息争释。根据显示子体系架构的差别，它大概由具有指定格式的像素或编码的位流组成，大概由显示模块内的显示控制器表明的命令组成。DSI规范描述了像素值、位流、命令和命令参数到包集合中的字节的映射。
运作机制

MIPI DSI软件模块各分层的作用为：

• 接口层：提供打开设备、写入数据和关闭设备的接口。
  
• 核心层：主要提供绑定设备、初始化设备以及开释设备的能力。
  
• 适配层：实现其它具体的功能。
  

 说明： 核心层可以调用接口层的函数，核心层通过钩子函数调用适配层函数，从而适配层可以间接的调用接口层函数，但是不可逆转接口层调用适配层函数。
图 2 DSI无服务模式布局图

开发引导

场景先容

MIPI DSI仅是一个软件层面的概念，主要工作是MIPI DSI资源管理。开发者可以通过利用提供的提供的利用接口，实现DSI资源管理。当驱动开发者需要将MIPI DSI设备适配到OpenHarmony时，需要进行MIPI DSI驱动适配，下文将先容如何进行MIPI DSI驱动适配。
接口说明

为了保证上层在调用MIPI DSI接口时可以或许正确的利用硬件，核心层在//drivers/hdf_core/framework/support/platform/include/mipi/mipi_dsi_core.h中界说了以下钩子函数。驱动适配者需要在适配层实现这些函数的具体功能，并与这些钩子函数挂接，从而完成接口层与核心层的交互。
MipiDsiCntlrMethod界说：

1. [/code] c
2. 代码解读
3. 复制代码
4. struct MipiDsiCntlrMethod { // 核心层布局体的成员函数 int32_t (*setCntlrCfg)(struct MipiDsiCntlr *cntlr); int32_t (*setCmd)(struct MipiDsiCntlr *cntlr, struct DsiCmdDesc *cmd); int32_t (*getCmd)(struct MipiDsiCntlr *cntlr, struct DsiCmdDesc *cmd, uint32_t readLen, uint8_t *out); void (*toHs)(struct MipiDsiCntlr *cntlr); void (*toLp)(struct MipiDsiCntlr *cntlr); void (*enterUlps)(struct MipiDsiCntlr *cntlr); //【可选】进入超低功耗模式 void (*exitUlps)(struct MipiDsiCntlr *cntlr); //【可选】退出超低功耗模式 int32_t (*powerControl)(struct MipiDsiCntlr *cntlr, uint8_t enable); //【可选】使能/去使能功耗控制 int32_t (*attach)(struct MipiDsiCntlr *cntlr); //【可选】将一个DSI设备连接上host };
5. [b]表 1[/b] MipiDsiCntlrMethod成员的钩子函数功能说明
6. [table][tr]成员函数入参出参返回状态功能[/tr][tr][td]setCntlrCfg[/td][td]cntlr：布局体指针，MipiDsi控制器[/td][td]无[/td][td]HDF_STATUS相关状态[/td][td]设置控制器参数[/td][/tr][tr][td]setCmd[/td][td]cntlr：布局体指针，MipiDsi控制器
7. cmd：布局体指针，指令传入值[/td][td]无[/td][td]HDF_STATUS相关状态[/td][td]向显示设备发送指令[/td][/tr][tr][td]getCmd[/td][td]cntlr：布局体指针，MipiDsi控制器
8. cmd：传入的命令描述布局体指针
9. readLen：读取的数据大小[/td][td]out：uint8_t范例指针，用于存储读取的数据[/td][td]HDF_STATUS相关状态[/td][td]通过发送指令读取数据[/td][/tr][tr][td]toHs[/td][td]cntlr：布局体指针，MipiDsi控制器[/td][td]无[/td][td]HDF_STATUS相关状态[/td][td]设置为高速模式[/td][/tr][tr][td]toLp[/td][td]cntlr：布局体指针，MipiDsi控制器[/td][td]无[/td][td]HDF_STATUS相关状态[/td][td]设置为低电模式[/td][/tr][/table] [size=3]开发步调[/size]
11. MIPI DSI模块适配包罗以下四个步调：
12. [list=1]
13. [*] 实例化驱动入口
14. [list]
15. [*]实例化HdfDriverEntry布局体成员。
16. [*]调用HDF_INIT将HdfDriverEntry实例化对象注册到HDF框架中。
17. [/list]
18. [*] 配置属性文件
19. [list]
20. [*]在device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。
21. [*]【可选】添加mipi_dsi_config.hcs器件属性文件。
22. [/list]
23. [*] 实例化MIPI DSI控制器对象
24. [list]
25. [*]初始化MipiDsiCntlr成员。
26. [*]实例化MipiDsiCntlr成员MipiDsiCntlrMethod。
27. [/list]
28. [/list]    [b]说明：[/b] 实例化MipiDsiCntlr成员MipiDsiCntlrMethod，其界说和成员说明见 接口说明 。
29.   [list=1]
30. [*] 驱动调试
31. 【可选】针对新增驱动程序，发起验证驱动根本功能，比方挂载后的信息反馈，数据传输的成功与否等。
32. [/list] [size=3]开发实例[/size]
34. 下方将基于Hi3516DV300开发板以//device/soc/hisilicon/common/platform/mipi_dsi/mipi_tx_hi35xx.c驱动为示例，展示需要厂商提供哪些内容来完备实现设备功能。
35. [list=1]
36. [*]实例化驱动入口
37. [/list] 驱动入口必须为HdfDriverEntry（在hdf_device_desc.h中界说）范例的全局变量，且moduleName要和device_info.hcs中保持同等。HdfDriverEntry布局体的函数指针成员需要被驱动适配者利用函数填充，HDF框架会将全部加载的驱动的HdfDriverEntry对象首地址汇总，形成一个类似数组，方便调用。
38. 一般在加载驱动时HDF框架会先调用Bind函数，再调用Init函数加载该驱动。当Init调用非常时，HDF框架会调用Release开释驱动资源并退出。
39. MIPI DSI驱动入口参考：
40. [code]

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ini
代码解读
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struct HdfDriverEntry g_mipiTxDriverEntry = { .moduleVersion = 1, .Init = Hi35xxMipiTxInit, // 挂接MIPI DSI模块Init实例化 .Release = Hi35xxMipiTxRelease, // 挂接MIPI DSI模块Release实例化 .moduleName = "HDF_MIPI_TX", // 【必要且与HCS文件中内里的moduleName匹配】 }; HDF_INIT(g_mipiTxDriverEntry); // 调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中
2. 配置属性文件 一般来说，驱动开发起首需要mipi_dsi_config.hcs配置文件，在其中配置器件属性，并在//vendor/hisilicon/hispark_taurus/hdf_config/device_info/device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。deviceNode与配置属性的对应关系是依靠deviceMatchAttr字段来完成的。只有当deviceNode下的deviceMatchAttr字段与配置属性文件中的match_attr字段完全相同时，驱动才能正确读取配置数据。器件属性值与核心层MipiDsiCntlr成员的默认值或限制范围有密切关系，deviceNode信息与驱动入口注册相关。但本例中MIPI DSI控制器无需配置额外属性，驱动适配者如有需要，则需要在device_info.hcs文件的deviceNode增长deviceMatchAttr信息，以及增长mipi_dsi_config.hcs文件。
无服务模式device_info.hcs文件中设备节点也代表着一个设备对象，如果存在多个设备对象，则按需添加，留意服务名与驱动私有数据匹配的关键字名称必须唯一。其中各项参数如表2所示：
表 2 device_info.hcs节点参数说明
成员名值policy驱动服务发布的策略，MIPI DSI控制器具体配置为0，表现驱动不需要发布服务priority驱动启动优先级（0-200），值越大优先级越低。MIPI DSI控制器具体配置为150permission驱动创建设备节点权限，MIPI DSI控制器具体配置为0664moduleName驱动名称，MIPI DSI控制器固定为HDF_MIPI_TXserviceName驱动对外发布服务的名称，MIPI DSI控制器服务名设置为HDF_MIPI_TXdeviceMatchAttr驱动私有数据匹配的关键字，MIPI DSI控制器没有利用，可忽略 device_info.hcs 配置参考：

1. [/code] ini
2. 代码解读
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4. root { device_info { match_attr = "hdf_manager"; platform :: host { hostName = "platform_host"; priority = 50; device_mipi_dsi:: device { device0 :: deviceNode { policy = 0; priority = 150; permission = 0644; moduleName = "HDF_MIPI_TX"; // 【必要】用于指定驱动名称，需要与期望的驱动Entry中的moduleName同等。 serviceName = "HDF_MIPI_TX"; // 【必要且唯一】驱动对外发布服务的名称。 } } } } }
5. [size=2][b]DD一下：[/b]接待大家关注公众号<程序猿百晓生>，可以了解到一下知识点。[/size]
7. [code]

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erlang
代码解读
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• 实例化MIPI DSI控制器对象
  

完成驱动入口注册之后，下一步就是以核心层MipiDsiCntlr对象的初始化为核心，包罗驱动适配者自界说布局体（通报参数和数据），实例化MipiDsiCntlr成员MipiDsiCntlrMethod（让用户可以通过接口来调用驱动底层函数），实现HdfDriverEntry成员函数（Bind、Init、Release）。

• 自界说布局体参考
  

从驱动的角度看，自界说布局体是参数和数据的载体，一般来说，config文件中的数值也会用来初始化布局体成员，但本例的MIPI DSI无器件属性文件，故根本成员布局与MipiDsiCntlr无太大差别。

1. [/code] arduino
2. 代码解读
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4. typedef struct { unsigned int devno; // 设备号 short laneId[LANE_MAX_NUM]; // Lane号 OutPutModeTag outputMode; // 输出模式选择：革新模式，命令行模式或视频流模式 VideoModeTag videoMode; // 显示设备的同步模式 OutputFormatTag outputFormat; // 输出DSI图像数据格式：RGB或YUV SyncInfoTag syncInfo; // 时序相关的设置 unsigned int phyDataRate; // 数据速率，单元Mbps unsigned int pixelClk; // 时钟，单元KHz } ComboDevCfgTag; struct MipiDsiCntlr { struct IDeviceIoService service; struct HdfDeviceObject *device; unsigned int devNo; // 设备号 struct MipiCfg cfg; struct MipiDsiCntlrMethod *ops; struct OsalMutex lock; void *priv; };
6. [list]
7. [*]MipiDsiCntlr成员钩子函数布局体MipiDsiCntlrMethod的实例化。
8. [/list] [code]

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ini
代码解读
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static struct MipiDsiCntlrMethod g_method = { .setCntlrCfg = Hi35xxSetCntlrCfg, .setCmd = Hi35xxSetCmd, .getCmd = Hi35xxGetCmd, .toHs = Hi35xxToHs, .toLp = Hi35xxToLp, };

• Init函数开发参考
  

入参： HdfDeviceObject是整个驱动对外暴露的接口参数，具备HCS配置文件的信息。
返回值： HDF_STATUS相关状态 （表3为部分展示，如需利用其他状态，可参考//drivers/hdf_core/interfaces/inner_api/utils/hdf_base.h中HDF_STATUS的界说）。
表 3 HDF_STATUS相关状态说明
状态(值)问题描述HDF_ERR_INVALID_OBJECT控制器对象非法HDF_ERR_MALLOC_FAIL内存分配失败HDF_ERR_IOI/O 错误HDF_SUCCESS初始化成功HDF_FAILURE初始化失败 函数说明：
MipiDsiCntlrMethod的实例化对象的挂载，调用MipiDsiRegisterCntlr，以及其他驱动适配者自界说初始化利用。

1. [/code] ini
2. 代码解读
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4. static int32_t Hi35xxMipiTxInit(struct HdfDeviceObject *device) { int32_t ret; g_mipiTx.priv = NULL; // g_mipiTx是界说的全局变量 // static struct MipiDsiCntlr g_mipiTx { // .devNo=0 // }; g_mipiTx.ops = &g_method; // MipiDsiCntlrMethod的实例化对象的挂载 ret = MipiDsiRegisterCntlr(&g_mipiTx, device); // 【必要】调用核心层函数和g_mipiTx初始化核心层全局变量 ...... return MipiTxDrvInit(0); // 【必要】驱动适配者对设备的初始化，形式不限 } // mipi_dsi_core.c核心层 int32_t MipiDsiRegisterCntlr(struct MipiDsiCntlr *cntlr, struct HdfDeviceObject *device) { ...... // 界说的全局变量：static struct MipiDsiHandle g_mipiDsihandle[MAX_CNTLR_CNT]; if (g_mipiDsihandle[cntlr->devNo].cntlr == NULL) { (void)OsalMutexInit(&g_mipiDsihandle[cntlr->devNo].lock); (void)OsalMutexInit(&(cntlr->lock)); g_mipiDsihandle[cntlr->devNo].cntlr = cntlr; // 初始化MipiDsiHandle成员 g_mipiDsihandle[cntlr->devNo].priv = NULL; cntlr->device = device; // 使HdfDeviceObject与MipiDsiHandle可以相互转化的前提 device->service = &(cntlr->service); // 使HdfDeviceObject与MipiDsiHandle可以相互转化的前提 cntlr->priv = NULL; ...... return HDF_SUCCESS; } ...... return HDF_FAILURE; }
6. [list]
7. [*]Release函数开发参考 入参： HdfDeviceObject是整个驱动对外暴露的接口参数，具备HCS配置文件的信息。
8. [/list] 返回值： 无。
9. 函数说明：
10. 该函数需要在驱动入口布局体中赋值给Release接口，当HDF框架调用Init函数初始化驱动失败时，可以调用Release开释驱动资源，该函数中需包罗开释内存和删除控制器等利用。
11.     [b]说明：[/b] 全部强制转换获取相应对象的利用前提是在Init函数中具备对应赋值的利用。
12.   [code]

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ini
代码解读
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static void Hi35xxMipiTxRelease(struct HdfDeviceObject *device) { struct MipiDsiCntlr *cntlr = NULL; ...... cntlr = MipiDsiCntlrFromDevice(device); // 这里有HdfDeviceObject到MipiDsiCntlr的强制转化 // return (device == NULL) ? NULL : (struct MipiDsiCntlr *)device->service; ...... MipiTxDrvExit(); // 【必要】对设备所占资源的开释 MipiDsiUnregisterCntlr(&g_mipiTx); // 空函数 g_mipiTx.priv = NULL; HDF_LOGI("%s: unload mipi_tx driver 1212!", __func__); }
4. 驱动调试
【可选】针对新增驱动程序，发起验证驱动根本功能，比方挂载后的信息反馈。

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