Amlogic HDMI驱动分析

目录

一、简介

二、代码结构介绍

三、HDMI资料

四、宏观认识一下HDMI

1、硬件连接

2、Amlogic方案中HDMI的位置

3、Amlogic HDMI驱动模块的划分

五、HDMI-RX驱动分析

1、芯片手册解读

2、RX -makefile

3、驱动模型分析

4、RX的运行

5、HDMI RX调试

六、HDMI-TX驱动代码分析

七、HDMI-CEC驱动分析

1、芯片手册解读

2、CEC - makefile

3、驱动模型分析

4、cec驱动的运行

5、cec调试方法

1）cec相关系统sfs属性列表

2）输入子系统调试

八、Hotplug

1、Hotplug功能介绍

2、hotplug基本控制流程

3、HPD接口

4、hotplug场景分析

1）hotplug场景-CEC

2）其它场景，待补充

九、功能元&缺陷记录

一、简介

HDMI涉及的知识较多，这里做一些HDMI的简要分析，希望能给大家提供一些思路

二、代码结构介绍

三、HDMI资料

1、T950D4 原厂文档 通过最重要的datasheet文档查看HDMI简介和寄存器；

2、内部kb

HDMI简介培训文档

HDMI大总结

硬件专区：22.HDMI

维基百科：https://zh.wikipedia.org/wiki/HDMI

3、标准协议

HDMI2.1 spec

CEC_Specs.pdf

hdmi_cts_1_4b.pdf

4、知网论文

HDMI相关论文.zip

5、网络资料

HDMI接口规范：HDMI 信号接口及显示规范 - 百度文库

HDMI驱动框架（安卓方案，可参考）：S5pv210 HDMI 接口在 Linux 3.0.8 驱动框架解析 （By liukun321 咕唧咕唧）_liukun321咕唧咕唧-CSDN博客

6、Debug文档

Amlogic-HDMI调试指南.doc

CEC基本介绍及debug方法总结.docx

hdmirx测试常见问题分析方法.xls

7、HDMI相关名词缩写速查表

HDMI: High-Definition Multimedia Interface
HDMI视屏和音频信号传输通道采用了的TMDS(Time Minimized Differential Signal)最小化差分信号传输。是一种差分信号传输方式。
HDCP: HDCP的全称是High-bandwidthDigital Content Protection，也就是“高带宽数字内容保护”。
DDC（IIC总线）: Display Data Channel
CEC（单总线）: Consumer Electronics Control消费电子控制通道
EDID: Extended Display Identification Data
E-EDIO: Enhanced Extended Display Identification Data 增强扩展显示识别数据
HDP（高低电平信号）：HotPlugDetection
ARC：Audio Return Channel
ESM：ESM是HDMIRX里面跟HDCP2.2相关的模块
OTP(CEC)：One Touch Play 一键播放

四、宏观认识一下HDMI

1、硬件连接

1）原理图

TP.SK513S.PB802（T）D维修原理图.pdf

2）通过原理图查看HDMI电路是端子通过简单的阻容电路，然后直连主芯片的，注意这里只有HDMI_RX相关IO口，无HDMI_TX

2、Amlogic方案中HDMI的位置

详细介绍在手册Video Path章节，这里可以看出HDMI作为Video输入接口，由于TV方案没有TX场景（HDMI单向传输模式是最常见的用法,，也有高版本Hdmi2.1支持双向传输场景），因此这里没有HDMI_TX。

这里的框图也指示着video驱动系统的基本组成：

3、Amlogic HDMI驱动模块的划分

1）HDMI相关的驱动都是编进内核的

2）由于HDMI由多个组件组成，不同组件被划分为单个驱动模块管理，大致分类如下：

五、HDMI-RX驱动分析

1、芯片手册解读

1、

2、RX -makefile

值得注意，hdmirx文件夹下包含两个驱动

一个是hdcp相关的esm_rx模块

release/aml-comp/kernel/aml-5.4/drivers/amlogic/media/vin/tvin/hdmirx/hdcp_rx_main.c

一个是hdmi rx，这里重点分析

3、hdmi rx设备树介绍

release/aml-comp/kernel/aml-5.4/arch/arm/boot/dts/amlogic/t5d_t950d4_am301_linux_1.5g_cvte.dts

1）pinctrl

3、驱动模型分析

1）驱动入口init

release/aml-comp/kernel/aml-5.4/drivers/amlogic/media/vin/tvin/hdmirx/hdmi_rx_drv.c

驱动模型为平台设备驱动，这里实现了driver，没有实现device，设备信息从设备树里获取；

alloc_chrdev_region注册主设备号，后面会使用

class_create 在/sys/class创建hdmirx文件目录

2）probe初始化函数中的关键操作

1、获取设备树里的设备信息

后面使用设备树相关api获取设备信息

of_property_read_u32

2、寄存器map

3、字符设备注册与设备文件创建

hdmirx_add_cdev 将字符设备添加到系统

hdmirx_create_device：

分别在/dev/创建hdmirx0设备文件，在/sys/class/hdmirx创建hdmirx0文件目录

4、创建tasklet和队列任务处理中断等任务

5、hdmi寄存器初始化

6、创建输入设备

会统一在/dev/input/下创建event*文件，/sys/class/input/创建input*文件

具体的event号/input号可以通过查看 cat /proc/bus/input/devices （该文件记录所有的输入设备信息）获得

可以使用evtest/cat来监测event1事件

至此，driver probe完成

4、RX的运行

1）上电会执行hdmirx与esm hld驱动初始化

2）HDMI驱动的交互方法

1、用户->系统：用户主动调用fops接口

2、系统→用户：中断

5、HDMI RX调试

1）

六、HDMI-TX驱动代码分析

TV产品中，没有用到TX功能，这里就不做分析。

七、HDMI-CEC驱动分析

1、芯片手册解读

AO CEC说明 :?media: platform: Add support for the Amlogic Meson G12A AO CEC Controller [LWN.net]

实际作用是什么？可以支持同时与两个HDMI设备进行交互和控制

2、CEC - makefile

从上可以判断走的是else分支，接下来可以分析以下三个文件

├── hdmi_aocec_api.c //提供应用操作、硬件相关、msg相关、逻辑处理的api接口
├── hdmi_ao_cec.c //cec驱动实现文件
├── hdmi_cec_dump.c //提供dump调试接口

3、驱动模型分析

驱动模型在hdmi_ao_cec.c文件中实现，接下来主要分析这个文件

1）CEC采用的是经典的平台设备驱动模型

cec实现了driver，没有实现device，设备信息从设备树里获取；

2）先看probe的关键初始化操作

1、注册class和字符设备

1）class注册会在/sys/class创建名为cec的文件夹，用来放一些cec驱动相关的系统属性文件

2）字符设备注册后调用device_create 会在/dev和/sys/class/cec目录下生成cec设备文件"cec"

2、获取设备树id

后续可以使用设备树相关api去获取dts的配置

of_property_read_u32

of_property_read_bool

platform_get_resource_byname

3、注册输入设备

会统一在/dev/input/下创建event*文件，/sys/class/input/创建input*文件

具体的event号/input号可以通过查看 cat /proc/bus/input/devices （该文件记录所有的输入设备信息）获得

4、硬件初始化（配置cec寄存器）

5、创建队列和tasklet（中断下部分）来处理cec消息

6、fs_init

该操作主要目的是在/sys/class/cec下生成系统属性文件

4、cec驱动的运行

1）上电初始化

可以看到上电会调用cec_init->cec probe：

2）cec驱动的交互方法

1、用户->系统：用户主动调用fops接口

2、系统->用户：中断 - 当有cec消息来到，首先进入中断，然后通过输入子系统上报给上层处理

5、cec调试方法

1）cec相关系统sfs属性列表

可以利用以下属性来获取驱动信息和配置驱动

详细使用可详见驱动代码（原理参见linux sysfs机制）：

release/aml-comp/kernel/aml-5.4/drivers/amlogic/media/cec/hdmi_ao_cec.c
release/aml-comp/kernel/aml-5.4/drivers/amlogic/media/cec/hdmi_cec_dump.c

以开启cec的log为例：

1、根据文件名找到对应的函数，查看文件的具体作用

dbg_en对应如下两个函数（说明，系统会省略掉show/store后缀）

2、操作dbg_en_show，则使用cat

cat /sys/class/cec/dbg_en

3、操作dbg_en_store，，则使用echo

echo 1 > /sys/class/cec/dbg_en

4、常用的还有：

2）输入子系统调试

/sys/class/input/

八、Hotplug

1、Hotplug功能介绍

TV端HDMI的Hotplug功能依赖HPD/5V信号线，HPD/5V是主从设备交互的信号线，因此多个HDMI组件都会涉及HPD操作，比如edid交换、HDCP、CEC等都会用到，其中TV端负责接收，会操作HPD，source端（比如DVD碟机）负责5v。

2、hotplug基本控制流程

以DVD碟机为source端为例：

1、DVD碟机(source端)->5v信号->TV（接受端）
2、TV检测到5V，再拉高HDP，完成握手，注意发送端负责主动拉5V，接收端负责拉HPD回应source端
3、DVD碟机读取TV的EDID，决定输出什么类型信号给TV

3、HPD接口

hotplug相关接口在hdmi_rx_hw.c文件中
1、设置接口
void hdmirx_hdcp22_hpd(bool value);
void rx_force_hpd_cfg(u8 hpd_level);
int rx_set_port_hpd(u8 port_id, bool val);
void rx_set_cur_hpd(u8 val, u8 func);
unsigned int rx_get_hdmi5v_sts(void);
unsigned int rx_get_hpd_sts(void);
void rx_force_hpd_cfg(u8 hpd_level);
void rx_force_rxsense_cfg(u8 level);
void rx_force_hpd_rxsense_cfg(u8 level);
void rx_hpd_to_esm_handle(struct work_struct *work);

2、相关标志位
hpd_low_cec_off
初始化代码（hdmi_rx_drv.c）：
ret = of_property_read_u32(pdev->dev.of_node,"hpd_low_cec_off", &hpd_low_cec_off);
if (ret)
	hpd_low_cec_off = 1;
设备树配置：
hpd_low_cec_off = <1>;

关于RxSense的简单介绍：原理是通过TMDS信号来检查是否插入，是5V和HPD的重要补充。

https://www.linkedin.com/pulse/importance-hdmi-rxsense-accurate-connection-detection-ariel-marcus

4、hotplug场景分析

hotplug接口比较零散，被不同的场景功能函数所调用，需要具体场景具体分析

1）hotplug场景-CEC

1、hdmi_rx驱动中会Export一个hotplug控制接口给到cec驱动调用 - “hdmirx_set_cec_cfg”

hdmitx_cec_ioctl中两个case会涉及hotplug操作

CEC_IOC_SET_OPTION_ENALBE_CEC

CEC_IOC_SET_OPTION_WAKEUP

即CEC使能，CEC唤醒功能

2、hdmi_rx休眠关闭时会根据hdmirx_set_cec_cfg接口中设置cec和auto_power_on使能标志位是否拉低或者无动作

3、关于CEC唤醒为什么要求Hotplug为高的说明，这是因为考虑到设备兼容性问题，设备与TV的交互大致流程如下：

当设备唤醒TV后，TV输出hdp信号时间不确定，有些外设备如果上电后检测不到hotplug信号，则之后不会输出信号给TV，即使等到TV上电完后拉高hpd也不会输出，因此要保持待机时hpd为恒高，或者TV开机第一时间拉高hpd。

2）其它场景，待补充