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1、ABSTRACT摘 要III推出平板的目的是为了弥补手机和笔记本电脑之间的这块空白区域，就是为人们提供一款和手机一样携带方便、操作简单，但比手机视觉效果更好，并能像笔记本电脑一样可以快速流畅的上网、观看视频和玩游戏的产品。软件方面，除苹果自己有自己的IOS外，不管是国内还是国外厂商，由于google的开源，基本都选择了 andriod操作系统作为开发平台。Android是一个基于linux内核的操作系统，在一款产品的开发过程中，硬件驱动程序的开发和调试是一项艰巨的任务，驱动程序的质量直接影响产品的性能和稳定性，所以对平板上驱动程序的研究和设计具有实际工程意义。此次设计针对平板电脑中常用的几个硬
2、件驱动进行了研究和设计，如LCD驱动，PWM背光驱动，按键驱动等。旨在熟悉驱动设计流程，掌握驱动设计的一般方法。关键字：平板电脑,Android,linux，硬件驱动ABSTRACTThe purpose of the launch of the tablet is in order to make up the piece of blank area between mobile phones and laptop computers for people to offer a device as easy as mobile phone to carry, simple to operat
3、e, but better than the mobile phone visual effects, and the same as the laptop can quickly access to the Internet, watching videos and playing games. On the software side, in addition to Apples own IOS, whether domestic or foreign manufacturers, because of google opened the android source code, basi
4、cally choose the andriod operating system as the development platform. Android is a Linux kernel-based operating system, in the process of a product development, developing and debugging hardware drivers is an arduous task, the quality of the driver directly impact on product performance and stabili
5、ty, So the research and design of the driver on the Tablet PC has a practical engineering significance. This paper will research and design a few hardware drivers that commonly used in the Tablet PC, such as LCD drivers, PWM backlight driver, key drivers and so on. The purpose of this design is to f
6、amiliar to the driver design process and grasp the general approach to driver design.Keywords: tablet pc, android, linux, hardware drivers目录目 录第一章 引言51.1 ARM处理器介绍51.2 android 操作系统介绍61.3 平板电脑驱动开发概述7第二章软硬件平台介绍和启动过程分析92.1 硬件平台介绍92.2 软件平台介绍92.3 启动过程分析10第三章 LCD驱动设计及实现133.1 显示控制器及显示器硬件配置133.1.1 S5PV210 显示
7、控制器133.1.2 三星9.7寸IPS屏LTN097XL02133.1.3 显示模块硬件连接方式143.2 android下的LCD驱动153.2.1 LCD 硬件时序参数设置153.2.2 LCD硬件设备注册163.2.3 frambuffer驱动注册18第四章 PWM背光驱动设计及实现194.1 PWM背光控制器硬件连接194.2 linux内核PWM驱动194.2.1 PWM背光设备注册194.2.2 PWM背光驱动注册204.3 PWM 背光在android HAL 层移植224.3.1 什么是硬件抽象层224.3.2 HAL的实现机制234.3.3 pwm背光的HAL层实现24第五
8、章 接键驱动设计及实现275.1 接键硬件链接以及功能要求275.2内核空间按键驱动设计和实现275.2 android对按键的重映射32第六章 振动电机驱动设计及实现356.1功能要求以及硬件连接356.2内核空间振动电机驱动设计及实现356.2.1 什么是timed GPIO356.2.2 振动电机的Timed GPIO驱动实现366.3振动电机驱动HAL层的实现40第七章 WM8976声道自动切换设计及实现437.1功能要求以及硬件链接437.2内核空间声道自动切换设计及实现447.2.1什么是switch IO447.2.1 switch IO 耳机插拔检测驱动设计及实现447.2.2
9、 wm8976声道切换控制实现48总结51参考文献52致谢53外文资料原文54译文5755第一章 引言第一章 引言2010年1月份苹果公司发布了iPad平板电脑，从此为IT行业带来了一个全新的产业。iPad定位是介于智能手机和笔记本电脑之间的产品，提供浏览互联网、收发电子邮件、观看电子书、播放音频或视频等功能。从产品定位我们可以看出，苹果公司推出iPad的目的是为了弥补手机和笔记本电脑之间的这块空白区域，就是为人们提供一款和手机一样携带方便、操作简单，但比手机视觉效果更好，并能像笔记本电脑一样可以快速流畅的上网、观看视频和玩游戏的产品。iPad的推出，可以说开启了后PC时代，其火爆的销量让以前
10、其他众多处于观望的厂商也迅速杀入的这块市场。得益于集成电路的高速发展，以前需要很多电路才可以完成的功能现在都被高度整合到了SOC之中（片上系统）。所以和PC相比，平板电脑可以把体积做得更小。功耗做得更底。从硬件和软件的角度来讲，最关键的分别是SOC和操作系统。在SOC这一块，国外主要被高通、三星、TI、NVIDIA这些厂商所占据。这些厂商做出来的SOC集成度高，功能强劲，CPU主频现一般在1G-1.5G左右。基本已经过渡到双核时代。终端制造厂商做出来的平板终端主要面向高端消费市场。在国内，几家面向移动多媒体终端的IC设计公司也推出了性能优异的SOC芯片。如：珠海全志，福州瑞芯微，北京君正，晶晨
11、半导体等。这些厂商的推出的SOC集成度也较高。主频从800MHZ-1.2GHZ，均为单核处理器。整体上比国外大厂要低一个档次。但是，用这些厂商做出来的平板方案成本很低，更复合中国消费者的消费习惯。所以市场也非常的广阔。在软件方面。除苹果自己有自己的IOS外，不管是国内还是国外厂商，由于google的开源，基本都选择了 andriod操作系统作为开发平台。所以在这个平台上的软件资源非常丰富。对于方案设计商和终端制造商，只要具备一定的开发实力，都可以以这个平台做出差异化地方案。1.1 ARM处理器介绍ARM是Advanced RISC Machines的缩写，即可以认为是一个公司的名字，也可以认为
12、是对一类微处理器的通称，还可以认为是种技术的名字。目前，ARM公司专门从事基于RISC技术芯片的设计开发，作为知识产权供应商，ARM 的商业模式主要涉及 IP 的设计和许可，而非生产和销售实际的半导体芯片。他们向合作伙伴（包括世界领先的半导体公司和系统公司）授予 IP 许可证。这些合作伙伴可利用 ARM 的 IP 设计创造和生产片上系统设计，但需要向 ARM 支付原始 IP 的许可费用并为每块生产的芯片或晶片交纳版税。除了处理器 IP 外，他们还提供了一系列工具、物理和系统 IP 来优化片上系统设计.图1-1 ARM 产品线：提供领先的设计、实现和应用正因为 ARM 的 IP 多种多样以及支持
13、基于 ARM 的解决方案的芯片和软件体系十分庞大，全球领先的原始设备制造商 (OEM) 都在广泛使用 ARM 技术，应用领域涉及手机、数字机顶盒以及汽车制动系统和网络路由器。当今，全球 95% 以上的手机以及超过四分之一的电子设备都在使用 ARM 技术。在平板领域，国外厂商基本青一色的使用了ARM的内核或者具有ARM ISA的处理器。在国内，除北京群正自主研发基于MIPS ISA的xburst架构CPU以外。其他厂商都采用了ARM cortex A8或cortex A9内核，在此基础上再加入厂商自己的外设如USB,LCDC,HDMI,audio codec,video codec等，形成具有自
14、主特色的SOC。1.2 android 操作系统介绍Android最早是由google在2007年发布的一款操作系统，Android是一种以Linux为基础的开放源代码操作系统，主要使用于便携设备。Android操作系统最初由Andy Rubin开发，最初主要支持手机。2005年由Google收购注资，并组建开放手机联盟开发改良，逐渐扩展到平板电脑及其他领域上。自2007年发布以来，Android已经经历了数个版本的更新，市面上采用该系统的移动设备数量也在飞速增长。目前市面上实用的比较多的版本为android2.3, 代号为姜饼。Google最新的版本为4.0,代号为冰欺凌三明治。根据goog
15、le的官方统计，就目前的市场占有率来看，2.3版本为市场占有市场份额最多的anroid版本。约占了整个android 的63.9%。在该平台上软件资源也是最丰富的。图1-2 Anroid设备中各版本占有率 1.3 平板电脑驱动开发概述驱动程序是一种实现硬件具体功能的软件。做驱动程序开发不仅仅要明白操作系统为我们提供的驱动模型，常用的数据结构。而且要理解我们所操作的硬件。明白硬件的工作原理。所以驱动程序的开发工作非常具有挑战性。在现在市长上销售的平板中，大多数在硬件平台上，选用ARM处理器，软件平台上选用 android(苹果有自家的IOS)，所以，平板电脑上的驱动开发可以说是在ARM平台上的android驱动开发，由于android是linux内核，所以android下有很多为标准的linux 驱动，如串口驱动， framebuffer驱动，touch panel驱动等。但android 也有自己的专有驱动。具体如下：1.Android Binder: 基于OpenBinder框架的一个驱动，用于提供Android平台的进程间通信功能。2.Android电源管理(PM): 一个基于标准liunx电源管理系统的轻量级Android电源管理驱动，针对嵌入式
