参考：S5PV210显示驱动分析与移植（android）
这篇文章中转载的成分比较多，不过大部分内容是从芯片手册上翻译过来。Framebuffer部分是黄冈老师--《嵌入式Linux之我行》这一系列博客中的，嵌入式Linux之我行这系列博客写的非常精，我刚学习Linux时经常拜读他的博客。这部分内容比较固定，三星的芯片跟新了好多代，不过这部分变化不大，技术是一个积累的过程，感谢那些前辈给我们整理比较好的学习资料，有比较好的技术继承。
这篇从LCD控制器、接口信号硬件接口 寄存器、Framebuffer 、接口函数的实现及寄存器的操作来讲解，同事补充两个知点：如何阅读LCD、PWM概述；
一、     LCD控制器
功能模块的实现其实是芯片里面集成了一个相应的控制器，比如IIC有IIC控制器，UART有UART控制器等，像其他功能模块一样LCD也有一个控制器，来实现图形信息的处理。LCD控制器可以通过编程支持不同LCD屏的要求，例如行和列像素数，数据总线宽度，接口时序和刷新频率等。LCD控制器的主要作用，是将定位在系统存储器中的显示缓冲区中的LCD图像数据传送到外部LCD驱动器，并产生必要的控制信号，例如RGB_VSYNC,RGB_HSYNC, RGB_VCLK等。
如下图所示，在Exynos4412规格书中截图，LCD控制器的构成。
（下面这部分来自网络翻译，规格书中的描述） 主要由VSFR,VDMA, VPRCS , VTIME和视频时钟产生器几个模块组成： （1）、VSFR由121个可编程控制器组，一套gamma LUT寄存器组（包括64个寄存器），一套i80命令寄存器组（包括12个寄存器）和5块256*32调 {MOD}板存储器组成，主要用于对lcd控制器进行配置。 （2）、VDMA是LCD专用的DMA传输通道，可以自动从系统总线上获取视频数据传送到VPRCS，无需CPU干涉。 （3）、VPRCS收到数据后组成特定的格式（如16bpp或24bpp），然后通过数据接口（RGB_VD, VEN_VD, V656_VD or SYS_VD）传送到外部LCD屏上。 （4）、VTIME模块由可编程逻辑组成，负责不同lcd驱动器的接口时序控制需求。VTIME模块产生 RGB_VSYNC, RGB_HSYNC, RGB_VCLK, RGB_VDEN,VEN_VSYNC等信号。 主要特性： （1）、支持4种接口类型：RGB/i80/ITU 601(656)/YTU444
（2）、支持单 {MOD}、4级灰度、16级灰度、256 {MOD}的调 {MOD}板显示模式
（3）、支持64K和16M {MOD}非调 {MOD}板显示模式
（4）、支持多种规格和分辨率的LCD
（5）、虚拟屏幕最大可达16MB
（6）、5个256*32位调 {MOD}板内存
（7）、支持透明叠加
二、接口信号
FIMD显示控制器全部信号定义如下所示 Signal I/O Description LCD Type LCD_HSYNC O 水平同步信号     RGB I/F LCD_VSYNC O 垂直同步信号 LCD_VDEN O 数据使能 LCD_VCLK O 视频时钟 LCD_VD[23:0] O LCD像素数据输出 SYS_OE O 输出使能 VSYNC_LDI O Indirect i80接口，垂直同步信号       i80 I/F SYS_CS0 O Indirect i80接口，片选LCD0 SYS_CS1 O Indirect i80接口，片选LCD1 SYS_RS O Indirect i80接口，寄存器选择信号 SYS_WE O Indirect i80接口，写使能信号 SYS_VD[23:0] IO Indirect i80接口，视频数据输入输出 SYS_OE O Indirect i80接口，输出使能信号 VEN_HSYNC O 601接口水平同步信号       ITU 601/656 I/F VEN_VSYNC O 601接口垂直同步信号 VEN_HREF O 601接口数据使能 V601_CLK O 601接口数据时钟 VEN_DATA[7:0] O 601接口YUV422格式数据输出 V656_DATA[7:0] O 656接口YUV422格式数据输出 V656_CLK O 656接口数据时钟 VEN_FIELD O 601接口域信号 1、其中主要的RGB接口信号：
（1）、LCD_HSYNC:行同步信号，表示一行数据的开始，LCD控制器在整个水平线（整行）数据移入LCD驱动器后，插入一个LCD_HSYNC信号；
（2）、LCD_VSYNC: 帧同步信号，表示一帧数据的开始，LCD控制器在一个完整帧显示完成后立即插入一个LCD_VSYNC信号，开始新一帧的显示；VSYNC信号出现的频率表示一秒钟内能显示多少帧图像，称为“显示器的频率”
（3）、LCD_VCLK：像素时钟信号，表示正在传输一个像素的数据；
（4）、LCD_VDEN:数据使能信号；
（5）、 LCD_VD[23:0]: LCD像素数据输出端口
2、RGB信号的时序
下图是LCDRGB接口工作时序图：
（1）、上面时序图上各时钟延时参数的含义如下：这些配置可以在LCD规格书中查取 VBPD(vertical back porch)：表示在一帧图像开始时，垂直同步信号以后的无效的行数 VFBD(vertical front porch)：表示在一帧图像结束后，垂直同步信号以前的无效的行数VSPW(vertical sync pulse width)：表示垂直同步脉冲的宽度，用行数计算 HBPD(horizontal back porch)：表示从水平同步信号开始到一行的有效数据开始之间的VCLK的个数HFPD(horizontal front porth)：表示一行的有效数据结束到下一个水平同步信号开始之间的VCLK的个数 HSPW(horizontal sync pulse width)：表示水平同步信号的宽度，用VCLK计算
（2）、帧的传输过程
VSYNC信号有效时，表示一帧数据的开始，   信号宽度为（VSPW +1）个HSYNC信号周期，即（VSPW +1）个无效行； VSYNC信号脉冲之后，总共还要经过（VBPD+ 1）个HSYNC信号周期，有效的行数据才出现； 所以，在VSYNC信号有效之后，还要经过（VSPW +1  + VBPD + 1）个无效的行； 随即发出（LINEVAL + 1）行的有效数据； 最后是（VFPD + 1）个无效的行； （3）、行中像素数据的传输过程
HSYNC信号有效时，表示一行数据的开始，信号宽度为（HSPW+ 1）个VCLK信号周期，即（HSPW +1）个无效像素；
HSYNC信号脉冲之后，还要经过（HBPD +1）个VCLK信号周期，有效的像素数据才出现；
随后发出（HOZVAL+ 1）个像素的有效数据；
最后是（HFPD +1）个无效的像素；
（4）、将VSYNC、HSYNC、VCLK等信号的时间参数设置好之后，并将帧内存的地址告诉LCD控制器，它即可自动地发起DMA传输从帧内存中得到图像数据，最终在上述信号的控制下出现在数据总线VD[23:0]上。用户只需要把要显示的图像数据写入帧内存中。
       其实现实的图像有像素点主城行、行组成场、场组成动画、动画叠加也就是3D的出现，也就是我们所说的“点动成线、线动成面、面动成体”。
三、LCD的硬件接口
1、16M（24BPP） {MOD}的显示模式 用24位的数据来表示一个像素的颜 {MOD}，每种颜 {MOD}使用8位。 LCD控制器从内存中获得某个像素的24为颜 {MOD}值后，直接通过VD[23:0]数据线发送给LCD；在内存中，使用4个字节（32位）来表示一个像素，其中的3个字节从高到低分别表示红、绿、蓝，剩余的1个字节无效；
2、64K（16BPP） {MOD}的显示模式
       用16位的数据来表示一个像素的颜 {MOD}；格式又分为两种： 5：6：5 ——使用5位来表示红 {MOD}，6位表示绿 {MOD}，5位表示蓝 {MOD} ； 5：5：5：1——分别使用5位来表示红、绿、蓝，最后一位表示透明度；    
3、16BPP
4、serialRGB
       不同的BPP接线方式如下所示：
四、寄存器
主要寄存器如下：
VIDCON0:配置视频输出格式，显示使能
VIDCON1:RGB 接口控制信号
VIDCON2: 输出数据格式控制
VIDCON3: 图像增强控制
I80IFCONx:i80接口控制信号
ITUIFCON: ITU接口控制信号
VIDTCONx:配置视频输出时序及显示大小
WINCONx:每个窗口特性设置
VIDOSDxA,B: 窗口位置设置
VIDOSDxC,D:OSD大小设置
五、Framebuffer驱动部分
这部分是：分析的比较好，我刚学linux的时候就拿个mini2440的板子对着他的博客练习)。其实这部分也是博主从S3c2440上分析的，三星芯片更新了这么多代，这块的原理还是不变的。就像一些协议一样，这么多年基本上不会变化，唯一出现的结果就是出来新的接口替代。LCD这块就是：TTL、LVDS、EDP、MIPI、HDMI等等…………速度更快，接线、PCB走线更简单，这就是集成化的好处。
1、简介
帧缓冲是Linux为显示设备提供的一个接口，它把一些显示设备描述成一个缓冲区，允许应用程序通过FrameBuffer定义好的接口访问这些图形设备，从而不用去关心具体的硬件细节。对于帧缓冲设备而言，只要在显示缓冲区与显示点对应的区域写入颜 {MOD}值，对应的颜 {MOD}就会自动的在屏幕上显示。下面来看一下在不同 {MOD}位模式下缓冲区与显示点的对应关系：
2、驱动结构
帧缓冲设备为标准的字符型设备，在Linux中主设备号29，定义在/linux/major.h中的FB_MAJOR，次设备号定义帧缓冲的个数，最大允许有32个FrameBuffer，定义在/include/linux/fb.h中的FB_MAX，对应于文件系统下/dev/fb%d设备文件。
帧缓冲设备驱动在Linux子系统中的结构如下：
我们从上面这幅图看，帧缓冲设备在Linux中也可以看做是一个完整的子系统，大体由fbmem.c和xxxfb.c（对应我们的s3cfb.c）组成。向上给应用程序提供完善的设备文件操作接口(即对FrameBuffer设备进行read、write、ioctl等操作)，接口在Linux提供的fbmem.c文件中实现；向下提供了硬件操作的接口，只是这些接口Linux并没有提供实现，因为这要根据具体的LCD控制器硬件进行设置，所以这就是我们要做的事情了(即s3cfb.c部分的实现)。
3、数据结构及接口函数
从帧缓冲设备驱动程序结构看，该驱动主要跟fb_info结构体有关，该结构体记录了帧缓冲设备的全部信息，包括设备的设置参数、状态以及对底层硬件操作的函数指针。在Linux中，每一个帧缓冲设备都必须对应一个fb_info，fb_info在/linux/fb.h中的定义如下：(只列出重要的一些)  [cpp] view plaincopy

1. struct fb_info {  
2.     int node;  
3.     int flags;  
4.     struct fb_var_screeninfo var;/*LCD可变参数结构体*/  
5.     struct fb_fix_screeninfo fix;/*LCD固定参数结构体*/  
6.     struct fb_monspecs monspecs; /*LCD显示器标准*/  
7.     struct work_struct queue;    /*帧缓冲事件队列*/  
8.     struct fb_pixmap pixmap;     /*图像硬件mapper*/  
9.     struct fb_pixmap sprite;     /*光标硬件mapper*/  
10.     struct fb_cmap cmap;         /*当前的颜 {MOD}表*/  
11.     struct fb_videomode *mode;   /*当前的显示模式*/  
12. #ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT  
13.     struct backlight_device *bl_dev;/*对应的背光设备*/  
14.     struct mutex bl_curve_mutex;  
15.     u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS];/*背光调整*/  
16. #endif  
17. #ifdef CONFIG_FB_DEFERRED_IO  
18.     struct delayed_work deferred_work;  
19.     struct fb_deferred_io *fbdefio;  
20. #endif  
21.     struct fb_ops *fbops; /*对底层硬件操作的函数指针*/  
22.     struct device *device;  
23.     struct device *dev;   /*fb设备*/  
24.     int class_flag;      
25. #ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING  
26.     struct fb_tile_ops *tileops; /*图块Blitting*/  
27. #endif  
28.     char __iomem *screen_base;   /*虚拟基地址*/  
29.     unsigned long screen_size;   /*LCD IO映射的虚拟内存大小*/   
30.     void *pseudo_palette;        /*伪16 {MOD}颜 {MOD}表*/   
31. #define FBINFO_STATE_RUNNING    0  
32. #define FBINFO_STATE_SUSPENDED  1  
33.     u32 state;  /*LCD的挂起或恢复状态*/  
34.     void *fbcon_par;  
35.     void *par;      
36. };  

其中，比较重要的成员有struct fb_var_screeninfo var、structfb_fix_screeninfo fix和struct fb_ops *fbops，他们也都是结构体。
fb_var_screeninfo结构体主要记录用户可以修改的控制器的参数，比如屏幕的分辨率和每个像素的比特数等，该结构体定义如下： [cpp] view plaincopy

1. struct fb_var_screeninfo {  
2.     __u32 xres;                /*可见屏幕一行有多少个像素点*/  
3.     __u32 yres;                /*可见屏幕一列有多少个像素点*/  
4.     __u32 xres_virtual;        /*虚拟屏幕一行有多少个像素点*/          
5.     __u32 yres_virtual;        /*虚拟屏幕一列有多少个像素点*/  
6.     __u32 xoffset;             /*虚拟到可见屏幕之间的行偏移*/  
7.     __u32 yoffset;             /*虚拟到可见屏幕之间的列偏移*/  
8.     __u32 bits_per_pixel;      /*每个像素的位数即BPP*/  
9.     __u32 grayscale;           /*非0时，指的是灰度*/  
10.     struct fb_bitfield red;    /*fb缓存的R位域*/  
11.     struct fb_bitfield green;  /*fb缓存的G位域*/  
12.     struct fb_bitfield blue;   /*fb缓存的B位域*/  
13.     struct fb_bitfield transp; /*透明度*/      
14.     __u32 nonstd;              /* != 0 非标准像素格式*/  
15.     __u32 activate;                  
16.     __u32 height;              /*高度*/  
17.     __u32 width;               /*宽度*/  
18.     __u32 accel_flags;      
19.     /*定时：除了pixclock本身外，其他的都以像素时钟为单位*/  
20.     __u32 pixclock;            /*像素时钟(皮秒)*/  
21.     __u32 left_margin;         /*行切换，从同步到绘图之间的延迟*/  
22.     __u32 right_margin;        /*行切换，从绘图到同步之间的延迟*/  
23.     __u32 upper_margin;        /*帧切换，从同步到绘图之间的延迟*/  
24.     __u32 lower_margin;        /*帧切换，从绘图到同步之间的延迟*/  
25.     __u32 hsync_len;           /*水平同步的长度*/  
26.     __u32 vsync_len;           /*垂直同步的长度*/  
27.     __u32 sync;  
28.     __u32 vmode;  
29.     __u32 rotate;  
30.     __u32 reserved[5];         /*保留*/  
31. };   

而fb_fix_screeninfo结构体又主要记录用户不可以修改的控制器的参数，比如屏幕缓冲区的物理地址和长度等，该结构体的定义如下： [cpp] view plaincopy

1. struct fb_fix_screeninfo {  
2.     char id[16];                /*字符串形式的标示符 */  
3.     unsigned long smem_start;   /*fb缓存的开始位置 */  
4.     __u32 smem_len;             /*fb缓存的长度 */  
5.     __u32 type;                 /*看FB_TYPE_* */  
6.     __u32 type_aux;             /*分界*/  
7.     __u32 visual;               /*看FB_VISUAL_* */   
8.     __u16 xpanstep;             /*如果没有硬件panning就赋值为0 */  
9.     __u16 ypanstep;             /*如果没有硬件panning就赋值为0 */  
10.     __u16 ywrapstep;            /*如果没有硬件ywrap就赋值为0 */  
11.     __u32 line_length;          /*一行的字节数 */  
12.     unsigned long mmio_start;   /*内存映射IO的开始位置*/  
13.     __u32 mmio_len;             /*内存映射IO的长度*/  
14.     __u32 accel;  
15.     __u16 reserved[3];          /*保留*/  
16. };  

fb_ops结构体是对底层硬件操作的函数指针，该结构体中定义了对硬件的操作有:(这里只列出了常用的操作)  [cpp] view plaincopy

1. struct fb_ops {  
2.     struct module *owner;  
3.     //检查可变参数并进行设置  
4.     int (*fb_check_var)(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info);  
5.     //根据设置的值进行更新，使之有效  
6.     int (*fb_set_par)(struct fb_info *info);  
7.     //设置颜 {MOD}寄存器  
8.     int (*fb_setcolreg)(unsigned regno, unsigned red, unsigned green,  
9.              unsigned blue, unsigned transp, struct fb_info *info);  
10.     //显示空白  
11.     int (*fb_blank)(int blank, struct fb_info *info);  
12.     //矩形填充  
13.     void (*fb_fillrect) (struct fb_info *info, const struct fb_fillrect *rect);  
14.     //复制数据  
15.     void (*fb_copyarea) (struct fb_info *info, const struct fb_copyarea *region);  
16.     //图形填充  
17.     void (*fb_imageblit) (struct fb_info *info, const struct fb_image *image);  
18. }；  

六、Framebuffer设备注册
S3cfb.c中的s3cfb_probe设备探测，是驱动注册的主要函数，




/*定义一个结构体用来维护驱动程序中各函数中用到的变量
  先别看结构体要定义这些成员，到各函数使用的地方就明白了*/ [cpp] view plaincopy

1. static int __devinit s3cfb_probe(struct platform_device *pdev)  
2. {  
3.     struct s3c_platform_fb *pdata;/*LCD屏配置信息结构体*/  
4.     struct s3cfb_global *fbdev;/*驱动程序全局变量结构体*/  
5.     struct resource *res; /*用来保存从LCD平台设备中获取的LCD资源*/  
6.     int i, j, ret = 0;  
7.   
8.     printk("%s ",__func__);  
9.     fbdev = kzalloc(sizeof(struct s3cfb_global), GFP_KERNEL);  
10.     if (!fbdev) {  
11.         dev_err(&pdev->dev, "failed to allocate for "  
12.             "global fb structure ");  
13.         ret = -ENOMEM;  
14.         goto err_global;  
15.     }  
16.     fbdev->dev = &pdev->dev;  
17.   
18.     fbdev->regulator = regulator_get(&pdev->dev, "pd");  
19.     if (!fbdev->regulator) {  
20.         dev_err(fbdev->dev, "failed to get regulator ");  
21.         ret = -EINVAL;  
22.         goto err_regulator;  
23.     }  
24.     ret = regulator_enable(fbdev->regulator);  
25.     if (ret < 0) {  
26.         dev_err(fbdev->dev, "failed to enable regulator ");  
27.         ret = -EINVAL;  
28.         goto err_regulator;  
29.     }  
30.   
31.     /*获取LCD参数信息*/  
32.     pdata = to_fb_plat(&pdev->dev);  
33.     if (!pdata) {  
34.         dev_err(fbdev->dev, "failed to get platform data ");  
35.         ret = -EINVAL;  
36.         goto err_pdata;  
37.     }  
38.   
39.     fbdev->lcd = (struct s3cfb_lcd *)pdata->lcd;  
40.   
41.     /*配置GPIO端口*/  
42.     if (pdata->cfg_gpio)  
43.         pdata->cfg_gpio(pdev);  
44.   
45.     /*设置时钟参数*/  
46.     if (pdata->clk_on)  
47.         pdata->clk_on(pdev, &fbdev->clock);  
48.   
49.     /*获取LCD平台设备所使用的IO端口资源，注意这个IORESOURCE_MEM标志和LCD平台设备定义中的一致*/  
50.     res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);  
51.     if (!res) {  
52.         dev_err(fbdev->dev, "failed to get io memory region ");  
53.         ret = -EINVAL;  
54.         goto err_io;  
55.     }  
56.   
57.     /*申请LCD IO端口所占用的IO空间(注意理解IO空间和内存空间的区别),request_mem_region定义在ioport.h中*/  
58.     res = request_mem_region(res->start,  
59.                  res->end - res->start + 1, pdev->name);  
60.     if (!res) {  
61.         dev_err(fbdev->dev, "failed to request io memory region ");  
62.         ret = -EINVAL;  
63.         goto err_io;  
64.     }  
65.   
66.     /*将LCD的IO端口占用的这段IO空间映射到内存的虚拟地址，ioremap定义在io.h中 
67.          注意：IO空间要映射后才能使用，以后对虚拟地址的操作就是对IO空间的操作*/  
68.     fbdev->regs = ioremap(res->start, res->end - res->start + 1);  
69.     if (!fbdev->regs) {  
70.         dev_err(fbdev->dev, "failed to remap io region ");  
71.         ret = -EINVAL;  
72.         goto err_mem;  
73.     }  
74. #ifdef CONFIG_FB_S3C_LTE480WV  
75.     /*设置寄存器初始状态*/  
76.     s3cfb_pre_init_para(fbdev);   
77. #endif  
78.   
79.     /*设置gamma 值*/   
80.     s3cfb_set_gamma(fbdev);  
81.     /*设置VSYNC中断*/  
82.     s3cfb_set_vsync_interrupt(fbdev, 1);  
83.     /*设置全局中断*/  
84.     s3cfb_set_global_interrupt(fbdev, 1);  
85.     /*fb设备参数信息初始化*/  
86.     s3cfb_init_global(fbdev);  
87.   
88.     /*为framebuffer分配空间，进行内存映射，填充fb_info*/  
89.     if (s3cfb_alloc_framebuffer(fbdev)) {  
90.         ret = -ENOMEM;  
91.         goto err_alloc;  
92.     }  
93.   
94.     /*注册fb设备到系统中*/  
95.     if (s3cfb_register_framebuffer(fbdev)) {  
96.         ret = -EINVAL;  
97.         goto err_register;  
98.     }  
99.   
100.     s3cfb_set_clock(fbdev);  
101.     s3cfb_set_window(fbdev, pdata->default_win, 1);  
102.   
103.     s3cfb_display_on(fbdev);  
104.   
105.     fbdev->irq = platform_get_irq(pdev, 0);  
106.     if (request_irq(fbdev->irq, s3cfb_irq_frame, IRQF_SHARED,  
107.             pdev->name, fbdev)) {  
108.         dev_err(fbdev->dev, "request_irq failed ");  
109.         ret = -EINVAL;  
110.         goto err_irq;  
111.     }  
112.   
113. #ifdef CONFIG_FB_S3C_LCD_INIT  
114.     if (pdata->backlight_on)  
115.         pdata->backlight_on(pdev);  
116.   
117.     if (!bootloaderfb && pdata->reset_lcd)  
118.         pdata->reset_lcd(pdev);  
119.   
120.     if (pdata->lcd_on)  
121.         pdata->lcd_on(pdev);  
122. #endif  
123.   
124. #ifdef CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND  
125.     fbdev->early_suspend.suspend = s3cfb_early_suspend;  
126.     fbdev->early_suspend.resume = s3cfb_late_resume;  
127.     fbdev->early_suspend.level = EARLY_SUSPEND_LEVEL_DISABLE_FB;  
128.     register_early_suspend(&fbdev->early_suspend);  
129. #endif  
130.   
131.     /*对设备文件系统的支持，创建fb设备文件*/  
132.     ret = device_create_file(&(pdev