Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.
Následující verze | Předchozí verze | ||
2017:microzed-lcd [2018/01/14 18:13] Tomáš Matějka vytvořeno |
2017:microzed-lcd [2018/01/15 05:32] (aktuální) Tomáš Matějka |
||
---|---|---|---|
Řádek 3: | Řádek 3: | ||
====== Úvod ====== | ====== Úvod ====== | ||
- | Cílem projektu bylo seznámit s vývojovými postupy a nástroji pro SoC Zynq-7000. | + | Cílem projektu bylo seznámit se s vývojovými nástroji pro SoC Zynq a s embedded Linuxem, který je pro implemetaci použit. Aktuální stav projektu splňuje pouze první část zadání, tedy vypisování textu na LCD. Dotykové ovládání není funční kvůli prozatím nedokončené periferii vytvořené v prgramovatelné logice Zynqu (FPG) pro řízení LCD. |
====== Použitý HW ====== | ====== Použitý HW ====== | ||
+ | Pro realizaci byl použit SOM [[http://zedboard.org/product/microzed|MicroZed]] společnosti Avnet doplněný o[[http://zedboard.org/product/microzed-io-carrier-card|I/O nosnou desku]]. Jádrem MicroZedu je Zynq-7000 SoC společnosti Xilinx, který ve společném pouzdře představuje kombinaci FPGA s dvoujádrovým proceseromem ARM Cortex A9. Dále je MicroZed doplněn o USB, Ethernet, QSPI flash paměť, DDR3 RAM (1 GB), slot na microSD kartu apod. | ||
+ | Jko displej byl použit 7 palcový TFT LCD [[http://www.buydisplay.com/default/7-inch-lcd-module-capacitive-touch-screen-panel-i2c-spi-serial| ER-TFTM070-5 ]] s rozlišením 800x480 pixelů, 16 bit barevnou hloubkou a doplněný o rezistiní doykový panel. Displej disponuje grafickým kontrolérem [[https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/RA8875_DS_V12_Eng.pdf|RA8875]] a pro komunikaci je použito 16 bit paralelní rozhraní. Funkční zapojená testovací sestava je znázorněna na následujícím obrázku: | ||
+ | {{ :2017:microzed-lcd:uvodni_fotka.jpg?400 }} | ||
+ | ===== Komunikace s LCD ===== | ||
+ | Komunikace probíhá po 16 bit standartizovaném paralelním rozhraní pod označením 8080. RA8875 zahrnuje i kontrolér pro rezistivní panel. Komunikace po sběrnici je obousměrná (three-state), pozice z dotykového panelu jsou tak vyčítány po stejné sběrnici, jako jsou zapisována obrazová data. | ||
+ | |||
+ | Na následujícím obrázku je znázorněno zapojení LCD displeje: | ||
+ | |||
+ | |||
+ | {{ :2017:microzed-lcd:zapojeni_sbernice.png?400 |}} | ||
+ | |||
+ | //Obrázek převzat z: http://www.buydisplay.com/download/interfacing/ER-TFTM070-5_Interfacing.pdf .// | ||
+ | ====== Použité SW nástorje ====== | ||
+ | |||
+ | * [[https://www.xilinx.com/products/design-tools/vivado.html|Vivado Design Suite]] - Vývojové prostředí pro tvorbu a syntézu programovatelné logiky (FPGA). | ||
+ | |||
+ | * [[https://www.xilinx.com/products/design-tools/embedded-software/sdk.html|XSDK]] (Xilinx Software Development Kit) - Vývojové prostředí využívané pro tvorbu a debuggování aplikace pro Linux. | ||
+ | |||
+ | * [[http://www.wiki.xilinx.com/PetaLinux|PetaLinux]]- Nástroj pro kompletní konfiguraci a sestavení embedded Linux systému a import hardwarového popisu. | ||
+ | |||
+ | ====== Ovládání displeje ====== | ||
+ | |||
+ | Pro demonstraci funkčnosti displeje byla vytvořena jednoduchá demonstrační aplikace, která umožňuje vypisování textu a vykreslování pixelů na zvolenou pozici v nekolika předvolených barvách. Aplikace využívá předpřipravené fonty v EEPROM paměti kontroléru RA8875. | ||
+ | |||
+ | V programovatelné logické čísi (PL části) byla vytvořena jednoduchá periferie pro namapování jednotlivých externích signálů (pinů) paralelního komunikačního rozhraní LCD do definovaného adresního prostoru v paměti s využitím interní AXI sběrnice. Po spuštění demonstrační aplikace nejprve namapuje periferii do virtuálního adresního prostoru tak, aby bylo možné k periferii přistupovat z uživatelského prostoru Linuxu bez nutnosti driveru: | ||
+ | <code c> | ||
+ | static const unsigned IO_REG0_ADR = 0x43C00000; //physical address of periphery | ||
+ | |||
+ | unsigned page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE); //Get the number of bytes in a memory page | ||
+ | |||
+ | // Open /dev/mem file - memory | ||
+ | fd = open ("/dev/mem", O_RDWR); | ||
+ | if (fd < 1) { | ||
+ | perror("Cannot open /dev/mem"); | ||
+ | exit(-1); | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | // maps HW peripheries into the virtual memory | ||
+ | if ((io_reg0 = mmap(NULL, page_size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, IO_REG0_ADR)) == MAP_FAILED) { | ||
+ | perror("cannot map io_reg0"); | ||
+ | exit(-1); | ||
+ | } | ||
+ | </code> | ||
+ | Následně jsou jednotlivé piny paralelní sběrnice LCD řízeny zápisem 32 bit hodnoty na přidělenou virtuální adrasu: | ||
+ | |||
+ | <code c> | ||
+ | //LCD interface outputs | ||
+ | #define MASK_DATA_W 0x0000ffff //data bus | ||
+ | #define MASK_RD_W 0x00010000 //redad signal | ||
+ | #define MASK_WR_W 0x00020000 //write signal | ||
+ | #define MASK_CS_W 0x00040000 //chip select | ||
+ | #define MASK_RS_W 0x00080000 //data/instruction selection | ||
+ | #define MASK_BL_CONT_W 0x00100000 //backlight control | ||
+ | |||
+ | void LCD_WriteCmd (uint8_t cmd) //function for write instruction to RA8875 | ||
+ | { | ||
+ | |||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) |= MASK_RD_W; | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) &= (~ MASK_CS_W); | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) |= MASK_RS_W; | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) &= ((~MASK_DATA_W) | cmd ); //write cmd | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) &= (~ MASK_WR_W); | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) |= MASK_WR_W; | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) |= MASK_DATA_W; //set data to 0xfffffff | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) &= (~ MASK_RS_W); | ||
+ | |||
+ | return; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | void LCD_WriteData (uint16_t data) //function for write data to RA8875 | ||
+ | { | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) |= MASK_RD_W; | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) &= (~ MASK_CS_W); | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) &= (~ MASK_RS_W); | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) &= ((~MASK_DATA_W) | data ); //write data | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) &= (~ MASK_WR_W); | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) |= MASK_WR_W; | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) |= MASK_CS_W; | ||
+ | *((unsigned *)(io_reg0 )) |= MASK_DATA_W; //set data to 0xfffffff | ||
+ | | ||
+ | return; | ||
+ | } | ||
+ | </code> | ||
+ | Latence způsobená AXI sběrnicí je přibližně 200 ns, tomu odpovídá časový interval mezi změnami stavů logických úrovní (ověřeno měřením). | ||
+ | |||
+ | Pro inicializaci displeje využití fontů a dlších funkcionalit kountroléru RA8875 byla vytvořena knihovna "lcd". Většina funkcí byla převzata a poupravena z demonstračního kódu zveřejněného výrobcem http://www.buydisplay.com/download/democode/ER-TFTM070-5_16-bit-8080_DemoCode.txt . | ||
+ | |||
+ | ===== Demonstrační video ===== | ||
+ | {{ youtube>R2cyjB2f9ew?medium }} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | ---- | ||
+ | |||
+ | Veškeré zdrojové kódy jsou ke stažení zde: {{ :2017:microzed-lcd:microzed_lcd.zip |}}. | ||
+ | |||
+ | |