嵌入式设备显示屏相关概念汇总

嵌入式设备常用的显示屏接口

LCD 接口：是一种常见的数字电路接口，支持多种显示器件，如字符型液晶显示器和点阵型液晶显示器等。
VGA 接口：是一种视频接口标准，用于连接显示器和计算机。该接口提供模拟 RGB 信号，支持最高分辨率为 1920x1080。
HDMI 接口：是一种数字音视频接口标准，用于连接高清电视、电脑和其他高清设备。该接口支持多种分辨率（从 480p 到 4k），能够传输高质量的视频和音频信号。
DVI 接口：是一种数字音视频接口标准，用于连接电脑和数字显示器。该接口支持多种分辨率（从 640x480 到 2560x1600），传输高质量的数字视频信号。
MIPI 接口：是一种数字电路接口标准，用于连接移动设备的显示屏和摄像头等。该接口采用串行数据传输，具有高带宽、低功耗等特点。
LVDS 接口：是一种低电压差分信号接口标准，用于连接液晶显示器。该接口具有高传输带宽、低功耗等特点，支持多种分辨率。
eDP 接口：是一种内部显示器接口标准，用于连接笔记本电脑内部的液晶面板。该接口支持高分辨率和高刷新率，具有低功耗、小尺寸等优势。

MIPI-DSI Interface

MIPI-DSI 是一种数字电路接口标准，是 Mobile Industry Processor Interface (MIPI) 组织定义的用于移动设备显示器的串行接口。该接口可以实现高速数据传输，同时具有低功耗和低 EMI 的优点。以下是 MIPI-DSI 接口的主要特点：

传输方式：采用四对差分线（CLK，HSYNC，VSYNC 和 DATA）进行数据传输，采用同步时钟信号。
支持的分辨率：支持多种分辨率，从 160x120 到 2560x1600。
带宽：支持每秒传输速率高达 1Gbps。
节能性：采用低电压差分信号传输，具有低功耗的特点。
可扩展性：支持多种信号格式和协议，包括 RGB、YUV、DSC 等。
控制方式：采用命令控制和视频像素数据流控制两种方式，可以实现图像和视频的显示和控制。
兼容性：与其他 MIPI 接口兼容，如 MIPI-CSI（用于摄像头）和 MIPI-HSI（用于外围设备）等。

MIPI-DSI 接口广泛应用于移动设备、智能手表、智能眼镜、智能家居等领域，需要掌握这种接口的相关知识才能进行开发和应用。

嵌入式设备常用的显示接口协议

SPI 接口协议：SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行接口协议，用于连接微控制器和外围设备。SPI 接口协议使用多线同步通信方式，可以实现高速数据传输。该协议适用于连接带有SPI 接口的液晶屏、OLED 显示器等。
I2C 接口协议：I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行接口协议，用于连接微控制器和外围设备。I2C 接口协议使用两线同步通信方式，可以实现多个设备的复用。该协议适用于连接小尺寸的显示器、触摸屏控制器等。
RGB 接口协议：RGB 接口协议是一种数字显示接口协议，用于连接数字信号源和数字显示器。该协议可以实现高质量的数字视频和音频传输，支持高分辨率的图像和视频。该协议适用于连接电视、计算机和投影仪等高清数字显示器。
HDMI 接口协议：HDMI（High-Definition Multimedia Interface）是一种数字音视频接口协议，用于连接高清电视、电脑和其他高清设备。该接口协议支持多种分辨率，能够传输高质量的视频和音频信号。
DisplayPort 接口协议：DisplayPort 是一种数字音视频接口协议，用于连接电脑和数字显示器。该接口协议支持多种分辨率（从 640x480 到 7680x4320），传输高质量的数字视频和音频信号。
MIPI DSI 接口协议：MIPI DSI 是一种数字电路接口协议，是 Mobile Industry Processor Interface (MIPI) 组织定义的用于移动设备显示器的串行接口。该协议可以实现高速数据传输，同时具有低功耗和低 EMI 的优点。该协议适用于连接移动设备的液晶屏、OLED 显示器等。

Rockchip BT.656 TX 和 BT.1120 TX

BT.656 TX 和 BT.1120 TX 是两种数字视频传输标准。它们都是ITU-T和SMPTE制定的视频传输标准，常用于视频采集、图像处理、视频录制等领域。

BT.656 TX是“基础行脉冲”（blanking interval）传输标准，具有兼容性强、传输速度较慢等优点。它采用8位数据并行方式传输，带宽为27MHz，可以支持720x480或720x576的分辨率。BT.656 TX 标准主要用于模拟视频信号的数字化和编码，例如从摄像头或其他模拟信号源捕获视频，然后将其转换成数字信号，以便进一步处理和传输。

BT.1120 TX是“封装器”（serializer）传输标准，具有传输速度快、数据精度高等优点。它采用16位数据并行方式传输，带宽高达148.5 MHz，可以支持多种分辨率，包括常用的1920x1080。此外，BT.1120 TX 还提供了外部时钟输入和内部时钟生成两种工作方式，可以适应不同的应用场景。BT.1120 TX 标准主要用于数字视频信号的传输和处理，例如显示器、录像机、监视器等，以及医疗设备、工业自动化等领域。

综上所述，BT.656 TX 主要适用于模拟视频信号的数字化和编码，而 BT.1120 TX 主要适用于数字视频信号的传输和处理。

常用的数字视频传输标准

HDMI：HDMI（High-Definition Multimedia Interface）是一种数字视频和音频接口标准，用于连接高清电视、电脑和其他高清设备。该标准支持多种分辨率和音频格式，可以实现高质量的数字视频和音频传输。
DisplayPort：DisplayPort是一种数字音视频接口标准，用于连接电脑和数字显示器。该标准支持多种分辨率和音频格式，可以实现高质量的数字视频和音频传输。
VGA：VGA（Video Graphics Array）是一种模拟视频接口标准，广泛用于计算机和显示器之间的连接。虽然 VGA 是一种模拟接口，但是它可以支持多种分辨率和刷新率，同时也可以通过转换器转换成数字信号输出。
DVI：DVI（Digital Visual Interface）是一种数字视频接口标准，用于连接数字显示器和计算机。该标准支持多种分辨率和音频格式，可以实现高质量的数字视频和音频传输。
SDI：SDI（Serial Digital Interface）是一种数字视频接口标准，用于广播、电影制作、视频监控等领域。SDI 标准有多个版本，支持不同的分辨率和带宽，可以实现高质量的数字视频和音频传输。
IEEE 1394（FireWire）：IEEE 1394是一种高速串行接口标准，用于连接数字视频设备和计算机。它可以支持多种分辨率和音频格式，同时也可以进行电力传输。

显示DRM

DRM 全称是 Direct Rendering Manager，进行显示输出管理、 buffer 分配、帧缓冲。对应 userspace 库为 libdrm,， libdrm 库提供了一系列友好的控制封装，使用户可以方便的进行显示的控制和 buffer 申请。 DRM的设备节点为 “/dev/dri/cardX”， X 为 0-15 的数值，默认使用的是/dev/dri/card0。从 linux 4.4 内核开始， Rockchip 显示驱动全部切到 DRM 显示框架。

常见的扫描时序图

在这里插入图片描述

同步信号生成阶段：VSYNC和HSYNC是同步信号，它们由视频控制器产生，在这个阶段，它们需要与行场同步。
采样时钟阶段：该阶段是用于确定扫描过程中像素的采样率。在这个阶段，需要使用一个基准时钟来为每个像素生成正确的采样时钟。
数据传输阶段：此阶段涉及将像素数据传输到显示器以显示图像。在这个阶段，需要确保像素数据在每个图像期间按正确的顺序传输，并在显示期间维护数据的完整性。
指令传输阶段：此阶段涉及将显示命令传输到显示器以控制显示。在这个阶段，需要确保命令数据被正确地传输和接收，并且在显示期间保持其有效性。

通过这些阶段，系统可以正确地控制数据流，确保图像在屏幕上正确地显示。

DRM对扫描时序的定义

在这里插入图片描述
DRM对扫描时序的定义是为了确保在图像输入和输出过程中的精确配合，并保证输出的图像质量符合规定标准。

在DRM中，扫描时序是一个非常重要的概念。它指的是在视频信号输出到屏幕上时，各种时序信号的生成与传输。通常，扫描时序包括垂直同步信号（VSYNC）、水平同步信号（HSYNC）、前端后沿延迟、像素时钟等几个方面。其中，垂直同步信号通常用来控制图像在屏幕上的位置，水平同步信号则用来控制图像的大小和形状。而前端后沿延迟和像素时钟则用来确定像素的采样率、数据传输顺序等，以确保图像在显示期间能够被正确地显示。

它决定了显示器的刷新频率、分辨率等参数。因此，合理设计和实施扫描时序，能够大大提高图像的质量和稳定性，让用户获得更好的使用体验。

dump 当前的显示状态

使用命令：cat /sys/kernel/debug/dri/0/summary
在这里插入图片描述
参数说明：
(1) 两个红色方框表示两个显示设备使用的 vop 分别是 ff900000.vop 和 ff8f0000.vop；
(2) 绿色部分表示 connector 信息，两个显示设备分别为 eDP 屏和 MIPI 屏；
(3) 粉色部分为显示模式，可以知道具体的时序、 DCLK 以及帧率，上图中两个设备分别为分辨率为
1536x2048p60 的 eDP 屏和分辨率 1280x720p29 的 MIPI 屏；
(4) 蓝色部分是 VOP 图层信息，第一个显示设备打开 win0 图层，大小为 1536x2048 格式为 XRGB
第二个显示设备打开 win0 图层，大小 1280x720 格式为 XRGB。