嵌入式Linux下的LCD驅(qū)動程序設計與實現(xiàn)

隨著嵌入式Linux的迅速發(fā)展，由于其沒有昂貴的版權(quán)費，完全開放源代碼，可裁減性與可移植性，因此是開發(fā)嵌入式產(chǎn)品的優(yōu)秀操作系統(tǒng)平臺。設備驅(qū)動程序是Linux內(nèi)核的重要組成部分，運行在Linux內(nèi)核底層，在內(nèi)核源代碼中占較大比例，驅(qū)動程序開發(fā)逐漸成為嵌入式軟件開發(fā)中一項重要工作。應項目設計的需要完成了嵌入式Linux下的LCD驅(qū)動程序設計。

1 Linux下設備驅(qū)動程序
驅(qū)動程序從字面上可以理解為一類程序，這類程序的目的一般是驅(qū)動硬件正常工作，所以通常所說的驅(qū)動程序都是針對特定的硬件來編寫的。Linux設備驅(qū)動程序是為特定的硬件提供給用戶程序的一組標準化接口，它隱藏了設備工作的細節(jié)。Linux系統(tǒng)下驅(qū)動程序是運行在內(nèi)核態(tài)的，是和內(nèi)核連接在一起的程序。如果運行在用戶態(tài)的應用程序想控制硬件設備，必須通過驅(qū)動程序來控制。
Linux系統(tǒng)的設備分為3種類型，分別是字符設備、塊設備和網(wǎng)絡設備。文中所涉及的LCD驅(qū)動屬于字符型設備驅(qū)動程序。在對字符設備發(fā)出讀、寫請求時，實際的硬件I／O一般就緊接著發(fā)生了。Linux系統(tǒng)訪問設備就像訪問文件一樣，例如打開關(guān)閉設備系統(tǒng)調(diào)用open()和close()函數(shù)。在Linux內(nèi)核中，字符設備使用struct file_operations結(jié)構(gòu)來定義設備的各種操作集合。編寫字符設備驅(qū)動程序，主要是實現(xiàn)str-uct file_operations結(jié)構(gòu)中的各個函數(shù)。

2 基于FFamebuffer的LCD驅(qū)動程序設計
2．1 LCD簡介
設計中采用的嵌入式微處理器是Samsung公司的S3C2410，LCD控制器主要用于傳輸顯示數(shù)據(jù)和產(chǎn)生控制信號，用戶只需通過讀寫一系列寄存器即可完成配置和顯示控制，圖1是S3C2410平臺LCD控制器的結(jié)構(gòu)圖。

其各個信號描述及功能如表1所示。

2．2 Framebutfvr概述
Framebuffer即幀緩沖，是圖形設備的一個提取或抽象，他把一些視頻設備描繪成一個緩沖區(qū)，允許應用程序通過Framebuffer所定義的良好接口訪問圖形設備。Framebuffer是出現(xiàn)在Linux2．2．xx內(nèi)核當中的一種驅(qū)動程序接口。Linux工作在保護模式下，所以用戶態(tài)進程無法像DOS那樣使用顯卡BIOS里提供的中斷調(diào)用來實現(xiàn)直接寫屏，Linux抽象出Framebuffer這個設備供用戶態(tài)進程實現(xiàn)直接寫屏。Framebuffer機制模仿顯卡的功能，將顯卡硬件結(jié)構(gòu)抽象化，可以通過Framebuffer的讀寫直接對顯存進行操作。用戶可以將Framebuffer看成是顯示內(nèi)存的一個映像，將其映射到進程地址空間之后，就可以直接進行讀寫操作，而寫操作可以立即反應在屏幕上。這種操作是抽象、統(tǒng)一的，用戶不必關(guān)心物理顯存的位置、換頁機制等具體細節(jié)，這些由Framebuffer設備驅(qū)動完成。