嵌入式系统中LCD驱动的实现原理

结合三星公司ARM9系列嵌入式处理器S3C2410,讲解如何进行LCD驱动程序模块化编程及如何将驱动程序静态加载进系统内核。

LCD(液晶显示)模块满足了嵌入式系统日益提高的要求,它可以显示汉字、字符和图形,同时还具有低压、低功耗、体积小、重量轻和超薄等很多优点。随着嵌入式系统的应用越来越广泛,功能也越来越强大,对系统中的人机界面的要求也越来越高,在应用需求的驱使下,许多工作在Linux下的图形界面软件包的开发和移植工作中都涉及到底层LCD驱动的开发问题。因此在嵌入式系统中开发LCD驱动得以广泛运用。

本文以三星公司ARM9内核芯片S3C2410的LCD接口为基础,介绍了在Linux平台上开发嵌入式LCD驱动程序的一般方法。

本文硬件采用三星公司的S3C2410芯片的开发板,软件采用Linux2.4.19平台,编译器为arm-linux-gcc的交叉编译器,使用640×480分辨率的TFT彩色LCD,通过对其Linux驱动程序进行改写和调试,成功地实现了对该种屏的驱动和显示。

一、嵌入式驱动的概念

设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口,设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分,它主要完成的功能有:对设备进行初始化和释放；把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据；读取应用程序传送给设备文件的数据、回送应用程序请求的数据以及检测和处理设备出现的错误。

Linux将设备分为最基本的两大类:一类是字符设备,另一类是块设备。字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时,实际的硬件I/O一般就紧接着发生了。字符设备以单个字节为单位进行顺序读写操作,通常不使用缓冲技术；块设备则是以固定大小的数据块进行存储和读写的,如硬盘、软盘等,并利用一块系统内存作为缓冲区。为提高效率,系统对于块设备的读写提供了缓存机制,由于涉及缓冲区管理、调度和同步等问题,实现起来比字符设备复杂得多。LCD是以字符设备方式加以访问和管理的,Linux把显示驱动看做字符设备,把要显示的数据一字节一字节地送往LCD驱动器。

Linux的设备管理是和文件系统紧密结合的,各种设备都以文件的形式存放在/dev目录下,称为设备文件。应用程序可以打开、关闭和读写这些设备文件,完成对设备的操作,就像操作普通的数据文件一样。为了管理这些设备,系统为设备编了号,每个设备号又分为主设备号和次设备号。主设备号用来区分不同种类的设备,而次设备号用来区分同一类型的多个设备。对于常用设备,Linux有约定俗成的编号,如硬盘的主设备号是3。Linux为所有的