AM62Px（P 表示加强版）是现有 Sitara™ AM62x 低成本系列应用处理器的扩展，专为高性能嵌入式 3D 显示应用而构建。可扩展的 Arm® Cortex®-A53 性能和嵌入式功能（例如多屏幕高清显示支持、3D 图形加速、4K 视频加速和广泛的外设）使 AM62Px 非常适合广泛的汽车和工业应用，包括汽车数字仪表、汽车显示器、工业人机界面 (HMI) 等。

图 2-1 AM62P 方框图

1920 × 1200 的 Open LVDS 显示接口 (OLDI) 显示器或低电压差分信号 (LVDS) 液晶显示 (LCD) 套件是入门套件 AM62x 处理器评估模块 (EVM) 的附加配件，用于为 HMI、工业计算机以及其他需要显示功能的应用场景提供触摸和显示功能。此型号由薄膜晶体管 (TFT) LCD 面板、驱动电路、背光系统和投射式电容式触控面板组成。

显示子系统 (DSS) 是灵活的多流水线子系统，支持高分辨率显示输出。DSS 包括输入流水线，提供具有透明度的多层混合，以实现动态合成。支持各种像素处理功能，例如颜色空间转换和缩放等。DSS 包括一个直接存储器存取 (DMA) 引擎，允许直接访问帧缓冲区（器件系统内存）。显示输出可以无缝连接到开放式 LVDS 显示接口发送器 (OLDITX)，或者可以作为显示并行接口 (DPI) 直接驱动器件焊盘。

图 2-2 DSS 方框图

本节描述了 AM62P 使用的两个引导流程序列。只读存储器 (ROM) 代码是在器件启动时或上电复位 (POR) 后自动运行的第一个代码块。ROM 引导加载程序代码是硬编码到器件中的。由于内部存储器容量有限，这是一段非常小的二进制代码。ROM 引导加载程序启动后，接下来会加载次级程序 加载器，以实现 Linux 特定的引导流程，或者加载次级引导加载程序，以实现基于实时操作系统 (RTOS) 的引导流程。还可以根据所需用例自定义这些引导序列。

图 3-1 U-Boot

1. 次级程序 加载程序主要用于初始化外部双倍数据速率 (DDR) 存储器，并为下一阶段的引导加载程序 U-Boot 设置引导过程。U-Boot 运行在 DDR 中，提供更广泛的功能，例如命令行 (CMD) 支持、器件驱动程序架构和 Kconfig 架构。然后，U-Boot 加载内核镜像，以便在 A53 内核上启动高层操作系统 (HLOS)，如 Linux。
2. 次级引导加载程序 是基于 FreeRTOS 的引导加载程序，负责执行特定于器件的初始化，加载相应的二进制文件以初始化后续内核，并最终启动应用程序。在 AM62P 上，次级引导加载程序 分为两个阶段，分别是阶段 1 和阶段 2。阶段 1 初始化 DDR 并将 SBL 阶段 2 和器件管理器二进制文件加载到 DDR 中。SBL 阶段 2 有两个线程并行运行，一个 SBL 阶段 2 线程执行启动序列，启动硬件安全模块 (HSM) M4 内核、MCU-R5 内核以及在 A53 内核上运行的 Linux；另一个线程加载器件管理器，打开应用程序所需的驱动程序。

为了实现从 U-Boot 次级程序加载器 (SPL) 到 U-Boot 阶段的无闪烁切换，需保持图像帧缓冲区并且不要关闭显示子系统 (DSS) 驱动程序。为了将帧缓冲区从 SPL 阶段传递到 U-Boot 正常阶段，首先在内存中保留一块区域，并通过 video_post_probe 函数中的 bloblist 将该区域从 SPL 阶段传递到 U-Boot 正常阶段。在 SPL 阶段，帧缓冲区区域、大小、像素列数 (xsize) 以及像素行数 (ysize) 等各种参数都存储在一个 blob 中。Blob 是预留的内存区域，其中包含从一个阶段传递到另一个阶段的信息。当初始设置序列在 U-Boot 正常阶段运行时，会调用 reserve_video API，该 API 会检查视频 blob 是否存在。如果视频 blob 存在，应用程序编程接口 (API) 将使用来自前一个阶段的 blob 数据，确保设置相同的帧缓冲区区域和参数，从而保持启动画面不受任何闪烁影响，顺利过渡到下一个阶段。如果找到 blob，则不会再次探测 DSS 驱动程序，从而防止屏幕刷新。

本节描述了实现早期启动屏幕以及从 SPL 阶段到 U-Boot 的无闪烁切换所需的步骤。从 Linux 9.0 软件开发者套件 (SDK) 开始，A53 SPL 的启动画面支持开箱即用。默认情况下，启动屏幕仅在 A53 SPL 时启用。默认的启动屏幕源设置为 SD 卡，并显示一个 gzip 压缩的 TI 标识 .bmp 图像。SPL 启动屏幕功能被编译到 tispl.bin 中，该文件在 U-Boot 编译过程中生成。对 SPL 启动屏幕功能所做的任何更改都需要重新编译 tispl.bin。使用新的 tispl.bin 启动电路板，以在 SPL 阶段查看启动屏幕。

图 4-1 启动屏幕流

与启动屏幕相关的所有信息都存储在 board.env 文件中，board/ti/am62px.env 包含 AM62P 器件的所有启动屏幕相关变量：

splashfile=ti_logo_414x97_32bpp.bmp.gz 
splashimage=0x80200000 
splashpos=m,m 
splashsource=mmc

1. 显示自定义标识的说明：

   要显示自定义标识，请使用自定义标识的文件名更新启动屏幕文件。在 AM62P 的启动源为 MMC（即 SD 卡引导介质）的情况下，若需替换启动屏幕，请将新的启动屏幕镜像复制到 SD 卡的启动分区中。

   注： U-Boot 仅支持 .bmp 和压缩的 .bmp 图像。
2. 更改引导介质的说明：

   在 board/ti/am62px/evm.c 中定义的 splash_source struct 定义了可显示启动屏幕镜像的不同源。

   static struct splash_location default_splash_locations[] = {
       {
           .name = "sf",
           .storage = SPLASH_STORAGE_SF,
           .flags = SPLASH_STORAGE_RAW,
           .offset = 0x700000,
       },
       {
           .name = "mmc",
           .storage = SPLASH_STORAGE_MMC,
           .flags = SPLASH_STORAGE_FS,
           .devpart = "1:1",
       },
   };
   

要更改启动屏幕源，请使用 default_splash_locations struct 中定义的源的变量名更新 board.env 文件中的 splashsource 变量。AM62P 支持两种启动介质；“sf”指的是八通道串行外设接口 (OSPI)，而“mmc”指的是 SD 卡。使用从定义的源中选择的其中一个引导介质。要使用不同的引导介质，请在 struct 中添加信息，并使用新引导介质的名称更新 splashsource。

从 POR 到显示画面出现的时间约为 680ms。默认情况下，通用输入输出 (GPIO) 引脚设置处于关闭状态。在执行 video_bmp_display() 函数（用于在面板上显示 .bmp 文件）后，该 GPIO 引脚的方向和数值被设为高电平。OSPI NOR 被用作测试时的引导介质。

• 用户扩展连接器上的 GPIO0_39（引脚 18）用于时间测量。要将该引脚的方向设置为输出，并将其状态设为高电平，可使用以下代码：

  — a/common/bmp.c
  +++ b/common/bmp.c
  @@ -19,6 +19,7 @@
  #include <splash.h>
  #include <video.h>
  #include <asm/byteorder.h>
  +#include <asm/io.h>
  
  /*
  
  Allocate and decompress a BMP image using gunzip().
  @@ -142,6 +143,11 @@ int bmp_display(ulong addr, int x, int y)
  ret = video_bmp_display(dev, addr, x, y, align);
  }
  
  + writel(0x00050007, 0x000F40A0);
  + writel(0xFFFFFF7F, 0x00600038);
  + writel(0x80, 0x00600040);
  +
  if (bmp_alloc_addr)
  free(bmp_alloc_addr);

• 如果尚未启用 GPIO 驱动程序，可在 am62px_evm_r5_defconfig 文件中使用以下配置选项进行设置：

  +CONFIG_SPL_GPIO=y
  +CONFIG_GPIO=y
  +CONFIG_DM_GPIO=y
  +CONFIG_DA8XX_GPIO=y
  +CONFIG_CMD_GPIO=y

• 要设置 GPIO 引脚编号 GPIO0_39 的引脚多路复用器 (pinmux)，请按照以下代码所述使用器件树引脚多路复用设置：

  diff --git a/arch/arm64/boot/dts/ti/k3-am62p5-sk.dts b/arch/arm64/boot/dts/ti/k3-am62p5-sk.dts
  index 4b8e7964ca4d..7dbf5e9b9c2b 100644
  --- a/arch/arm64/boot/dts/ti/k3-am62p5-sk.dts
  +++ b/arch/arm64/boot/dts/ti/k3-am62p5-sk.dts
  @@ -232,6 +232,10 @@ hdmi_connector_in: endpoint {
   
   &main_gpio0 {
   	bootph-all;
  +
  +	status = "okay";
  +	pinctrl-names = "default";
  +	pinctrl-0 = <&test_gpio_default>;
   };
   
   &main_gpio1 {
  @@ -446,6 +450,12 @@ AM62PX_IOPAD(0x0078, PIN_OUTPUT, 1) /* (AC24) GPMC0_AD15.VOUT0_DATA23 */
   			AM62PX_IOPAD(0x009c, PIN_OUTPUT, 1) /* (AD24) GPMC0_WAIT1.VOUT0_EXTPCLKIN */
   		>;
   	};
  +
  +	test_gpio_default: test-gpio {
  +        pinctrl-single,pins = <
  +			AM62PX_IOPAD(0x00a0, PIN_INPUT, 7) /* (P24) GPMC0_WPn.GPIO0_39 */
  +		>;
  +	};
   };
   
   &main_i2c0 {
  @@ -789,6 +799,7 @@ &mcu_r5fss0_core0 {
   &main_uart0 {
   	pinctrl-names = "default";
   	pinctrl-0 = <&main_uart0_pins_default>;
  +	test-gpios = <&main_gpio0 39 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
   	interrupts-extended = <&gic500 GIC_SPI 178 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
   			<&main_pmx0 0x1c8>; /* (D14) UART0_RXD PADCONFIG114 */
   	interrupt-names = "irq", "wakeup";

• 接下来，将 GPIO 引脚和 MCU_PORz 连接至逻辑分析仪，并测量两者之间的时间差，以获取精确的时间戳。

本节描述了实现早期启动屏幕以及从 SBL 阶段到 Linux 内核的无闪烁切换所需的步骤。MCU+ SDK 中的 DSS 共享示例将镜像的早期启动屏幕与 SBL 集成在一起，并支持 OSPI 引导介质、器件管理器和处理器间通信功能。引导加载程序、IPC 和显示功能会在独立的任务中运行。显示任务通过 Alpha 混合显示启动画面，并最终切换到显示共享任务，在该任务中，信号帧会快速来回移动。该示例使用了 Falcon 引导，这意味着跳过了中间的 U-Boot 阶段，SBL 直接启动 Linux 镜像。本 DSS 示例经过一些修改后用于演示。

图 5-1 启动界面时间

• 下载处理器 SDK 并使用 /board-support 下的 ti-linux-kernel 目录按照以下步骤进行修改。在对 ti-linux-kernel 进行修改后，生成设备树 Blob (DTB) 和镜像文件。这些文件稍后用于创建 linux.appimage，该文件在 RTOS 示例中用于在 A53 内核上运行 Linux。
• linux.appimage 是使用 Falcon 引导模式构建的。因此，将 bootargs 信息包含在所选节点下的 k3-am62p5-sk.dts 文件中：

  bootargs = "console=ttyS2,115200n8 earlycon=ns16550a,mmio32,0x02800000 root=/dev/mmcblk1p2 rw rootfstype=ext4 rootwait";

• 为了确保在 Linux 内核启动期间启动画面保持不变，ti-u-boot 使用帧缓冲区区域元数据动态更新 Linux 内核器件树，并将该区域标记为在 Linux 器件树中保留，如下所示：

  framebuffer: framebuffer@ff700000 {
       reg = <0x00 0xff700000 0x00 0x008ca000>;
       no-map;
  };

• 通过手动修改所选节点下的板级器件树文件，将 simple-framebuffer 节点的状态设置为“oke”，如以下代码所示：

  framebuffer0: framebuffer@0 {
        compatible = "simple-framebuffer";
        power-domains = <&k3_pds 186 TI_SCI_PD_EXCLUSIVE>,
                        <&k3_pds 243 TI_SCI_PD_EXCLUSIVE>,
                        <&k3_pds 244 TI_SCI_PD_EXCLUSIVE>;
        clocks = <&k3_clks 186 6>,
                 <&dss0_vp1_clk>,
                 <&k3_clks 186 2>;
        display = <&dss0>;
        reg = <0x00 0xff700000 0x00 0x008ca000>;
        width = <1920>;
        height = <1200>;
        stride = <(1920 * 4)>;
        format = "x8r8g8b8";
   };

• 为了在显示服务器启动之前保持启动动画的显示，需要通过在 arch/arm64/configs/defconfig 中删除以下配置选项来手动禁用直接渲染管理器 (DRM) 帧缓冲器设备仿真 功能，如下所述：# CONFIG_DRM_FBDEV_EMULATION 未设置
• 在之前展示的 Linux 目录更改之后，构建 Linux 内核，以创建 DTB 和内核镜像。
• 将覆盖文件 k3-am62p5-sk-microtips-mf101hie-panel.dtbo 应用到 DTB 文件，以支持在 OLDI 面板上的显示。使用以下命令：

  fdtoverlay -i ./arch/arm64/boot/dts/ti/k3-am62p5-sk.dtb ./arch/arm64/boot/dts/ti/k3-am62p5-sk-microtips-mf101hie-panel.dtbo -o ./../../board-support/prebuilt-images/am62pxx-evm-display-cluster/k3-am62p.dtb

• 将以下两个文件复制到 /board-support/prebuilt-images/am62pxx-evm-display-cluster 文件夹：
  1. k3-am62p.dtb（在上一步中创建）
  2. 镜像 (arch/arm64/boot//)
• 在 examples/drivers/dss/dss_display_share/dss_display_share.c 文件中，删除 DispApp_splashThread() 和 DispApp_displayShareThread() 的使用和定义
  图 5-2 代码更改 1
  图 5-3 代码更改 2
  图 5-4 代码更改 3

• 在 tools/boot/sbl_prebuild/am62px-sk/default_sbl_ospi_linux_hs_fs_splash_screen.cfg 中编译镜像
• 使用通用异步收发器 (UART) TI UniFlash 工具将构建好的镜像烧录到 OSPI 闪存中。
• 为了快速渲染 Linux GUI 应用程序，使用 SDK 中的顶层 makefile 构建并安装 ti-img-rogue-driver。采用以下步骤：
  1. 运行命令：
     make ti-img-rogue-driver (Value RGX_BVNC="36.53.104.796" in Rules.make)
  2. 插入 SD 卡并运行以下命令：
     sudo make ti-img-rogue-driver_install DESTDIR=/media/aparna/root
• 切换到 OSPI NOR 引导模式以观看演示。
  BOOTMODE [ 8 : 15 ] (SW5) = 0000 0000
BOOTMODE [ 0 : 7 ] (SW4) = 1100 1110

从 POR 到显示画面出现的时间约为 180ms。该测量是通过使用一个默认处于低电平状态的 GPIO 引脚进行的。该引脚通过 CSL_dssVpSetGoBit() 函数使用 gpio_set_high() API 设置为高电平。OSPI NOR 被用作测试时的引导介质。

• 本实验使用默认 MCU+ SDK 中提供的 dss_display 共享示例。对该示例进行了修改，以实现通过 SBL 流程演示的无闪烁切换。
• 用户扩展连接器上的 GPIO0_39（引脚 18）用于时间测量。图 5-5 展示了 SysConfig 中用于启用此引脚的选项。
  图 5-5 SysConfig 设置
• 通过在 dss_display_share.c 中定义 API，将 GPIO 引脚设置为高电平，如下所示：

  void gpio_set_high(void *args) { 
  	uint32_t gpioBaseAddr, pinNum;
  	DebugP_log("GPIO LED started ...\r\n");
  	
  	/* Get address after translation translate */ 
  	gpioBaseAddr = (uint32_t) AddrTranslateP_getLocalAddr(GPIO_LED_BASE_ADDR); pinNum = GPIO_LED_PIN;
  	GPIO_setDirMode(gpioBaseAddr, pinNum, GPIO_LED_DIR);
  	GPIO_pinWriteHigh(gpioBaseAddr, pinNum);
  	DebugP_log("GPIO LED HIGH!!\r\n");
  }

• 使用 CSL_dssVpSetGoBit() 中的 API，如下所示：

  diff --git a/source/drivers/dss/v0/hw_include/V3/csl_dssVideoPort.c b/source/drivers/dss/v0/hw_include/V3/csl_dssVideoPort.c
  
  index f882d54..ee18b95 100755
  
  --- a/source/drivers/dss/v0/hw_include/V3/csl_dssVideoPort.c
  
  +++ b/source/drivers/dss/v0/hw_include/V3/csl_dssVideoPort.c
  
  @@ -183,6 +183,8 @@ void CSL_dssVpEnable(CSL_dss_vpRegs *vpRegs, uint32_t enable)
  
       CSL_REG32_WR(&vpRegs->CONTROL, regVal);
  
   }
  
  +extern void gpio_set_high(void *args);
  
  +
  
   void CSL_dssVpSetGoBit(CSL_dss_vpRegs *vpRegs)
  
   {
  
       uint32_t regVal;
  
  @@ -192,6 +194,7 @@ void CSL_dssVpSetGoBit(CSL_dss_vpRegs *vpRegs)
  
                DSS_VP1_CONTROL_GOBIT,
  
                CSL_DSS_VP1_CONTROL_GOBIT_VAL_UFPSR);
  
       CSL_REG32_WR(&vpRegs->CONTROL, regVal);
  
  +    gpio_set_high(NULL);
  
   }
  
   void CSL_dssVpSetLcdTdmConfig(CSL_dss_vpRegs *vpRegs,

• 当 GPIO0_39 引脚连接到逻辑分析仪时，GPIO 引脚大约在 180ms 时被设置为高电平。

总之，通过实现无闪烁过渡的早期启动屏幕，可以提供流畅且视觉上吸引人的应用程序入口点，从而提升用户体验。通过优化加载顺序并确保流畅过渡，开发人员可以降低用户感知的等待时间，从而保持用户的参与度。未来的开发应重点优化这些过渡效果，并探索更多优化技术，以提升性能和响应速度。

图 6-1 硬件设置