GM8775C MIPI转LVDS调试资料分享

背景
在开发项目中，笔者需要用一个MPU驱动一个1280x1024的双路LVDS液晶屏，不巧的是这颗MPU硬件上仅支持TTL RGB接口和MIPI接口，没有现成的LVDS接口。一开始是尝试使用THC63LVD827将TTL RGB转成双路LVDS驱动液晶屏，但是发现该MPU的TTL RGB接口最高只能驱动1280x768 60fps显示。无奈只能从MIPI转LVDS入手，该MPU的MIPI接口最高能支持4lane 1.5Gbps MIPI信号发送，最高可驱动1920x1080 60fps显示。然后查找资料发现GM8775C是可以满足笔者将MIPI转成双路LVDS驱动1280x1024液晶屏的需求。

GM8775C介绍
1、产品概述
GM8775C 型 DSI 转双通道 LVDS 发送器产品主要实现将 MIPI DSI 转单/双通道 LVDS功能， MIPI 支持 1/2/3/4 通道可选，最大支持 4Gbps 速率。 LVDS 时钟频率最高 154MHz，最大支持视频格式为 FULL HD（1920 x 1200）。
该芯片主要应用于手持设备、双屏显示，大屏幕显示等应用需求。

2、产品特征
a） I/0 电源电压： 1.8V /3.3V；
b） core 电源电压： 1.8V；
c） 支持 MIPI® D-PHY 1.00.00 和 MIPI® DSI 1.02.00。
d） MIPI 支持 1/2/3/4 通道可选的传输方式， 最高速率 1Gbps/通道。
e） MIPI 接收 18bpp RGB666 、 24bpp RGB888 、 16bpp RGB565 的打包格式。
f） MIPI 支持 LPDT 传输（Low-Power Data Transmission）和反向 LPDT 传输。
g） LVDS 的时钟范围为 25MHz 到 154MHz。
h） LVDS 输出支持单/双通道模式。选择双通道模式时，可配置输出为 18/24bit，JEIDA/VESA 模式；选择单通道时，每通道可同时输出，且可单独配置输出模式（18/24bit， JEIDA/VESA 模式）。
i） LVDS 的输出数据通道可灵活调整顺序以方便 PCB 布线。
j） 可选择采用 MIPI 时钟或外部参考时钟做 LVDS 输出的参考频率，且支持自动校准功能。
k） 支持 MIPI command mode 配置和外部 I2C 配置两种芯片配置方式；
l） GPO 可以输出 PWM 信号，控制屏幕背光。
m） 封装: QFN48-pins with e-pad.
n） 工作温度： -40℃~85℃；
o） ESD 能力：≥2KV。

3、产品功能框图


GM8775C调试
1、调换LVDS lane、P/N
GM8775C芯片支持LVDS lane交换，以及同一组lane内的P/N交换，方便PCB走线。下图是GM8775C提供的参考PCB，可以看到LVDS输出端是不需要打过孔或者多绕线的，还是很方便的。

如果有调整lane或者P/N，到后面使用上位机产生配置寄存器时需要需改对应的选项。笔者自己的板子只交换了LVDS的lane，没有交换P/N，所以到后面用上位机测试GM8775后端驱动LVDS液晶屏时需要调整如下

该上位机是用于产生GM8775C配置寄存器，并可以通过usb转IIC接口配置测试GM8775C功能。

2、使用外部26Mhz晶振，IIC命令进行BIST TEST
一开始笔者为了排除其他因素的干扰就先使用外部的26Mhz晶振作为GM8775C的时钟源，用usb转iic工具对其进行BIST TEST。GM8775C的I2C_TYPE引脚需拉低作为Slave，I2C_ADDR选择高拉，器件地址为0x5A；选择拉低，器件地址为0x58。
配置好对应的参数后，点击产生寄存器参数，选择对应的器件地址写入数据。测试后若无问题，则屏幕可以被正常点亮显示。如果点不亮，则读回数据进行比较看数据是否被正确写入。如果读写数据一致，则检查配置是否正确、晶振是否起振、芯片是否焊接好等问题。

3、使用外部26Mhz晶振，MIPI命令进行BIST TEST
以上测试没有问题后，已经可以证实后端输出lvds信号正确，后端电路没有问题了。接着复位GM8775C，将生成的寄存器组数据拷贝到mpu上，让mpu产生MIPI信号，将配置寄存器数据通过MIPI从lane0发送到GM8775C，看是否能正常被电亮。如果能点亮，证明mipi信号的clock，lane0线序没有问题，在低速下通讯是正常的；若不能点亮，则查找焊接或者MIPI线序有问题。

4、使用MIPI时钟信号，MIPI命令进行BIST TEST
测试没有问题后，可以使用MIPI来给GM8775C提供时钟源，这样既可以省去一个26Mhz晶振，同时可以测试MIPI在高速情况下工作是否正常。如果不能正常显示的话，则需要检查下mipi的布线是否符合规范。

5、使用MIPI时钟信号，MIPI命令进行应用测试
如果都没问题后，则可以测试所有的MIPI线的信号了，配置好MIPI Clock频率，选择MIPI Clock作为时钟源，MIPI 命令作为配制命令，关闭BIST TEST，生成寄存器配置数据，写入到MPU，开启应用测试。

如果没有问题则液晶屏将显示应用程序的内容；如果显示异常，则有可能MIPI布线有问题或者焊接接触不良。

总结
虽然一系列测试过程看着有些繁琐，但是有助于我们减少干扰因素，出站问题的话，可以快速定位原因，解决问题，达到我们想要的结果。

注意事项
1、调整LVDS link奇偶场
GM8775C驱动显示屏发现整体图片显示是OK的，但在边缘发现一些奇怪锯齿化像素点，这个是因为GM8775C LVDS LINK0 / LINK1的EVEN / ODD配置错了，只要重新配置好LINK EVEN / ODD后重新拷贝生成应用程序，编译运行就OK了。


2、MIPI布线
MIPI是高速差分信号接口，对布线要求比较严格，为了保证信号的同步和一致性，必须保证MIPI 同组信号P/N线等长。在LCD MIPI的信号线，组与组之间长度相差不超过200mil，每组的P/N信号线相差不超过60mil。长度尽量越短越好。
同时还要尽可能少的打孔换层、尽量远离干扰、走线时应保证连续的参考层，且最好时地层，差分阻抗要求在100ohm。其他更多的要求可以参考网络上其他文章。
一开始，笔者为了MPU能兼顾驱动LVDS和TTL RGB屏，同时保留了MIPI转LVDS功能和TTL RGB接口，导致走线不是很好走，MIPI布得不是很好，后面一直驱动不了液晶屏，所以在布MIPI信号线时尽量精简，满足以上以上布线要求，减少不必要的麻烦。

3、GM8775C焊接
在焊接过程中一定要焊好GM8775C和MPU，特别时MIPI引脚位置，测试应用程序驱动屏时需要MIPI信号都全部正常传输到GM8775C上才能看到正常的图像。笔者在GM8775C上位机单独测试后端LVDS信号时都测试好好的，但是用MIPI转接过来的信号驱动就是不行，看布线也布的很好。后面用手按压GM8775C居然点亮了，这就是明显的焊接接触不良，之前让笔者一度以为是软件设计有问题或者MIPI布线不行呢！真的是搞死了！如需详细资料或购买可联系占生
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4、win10系统使用usb转i2c不能下载偶数行配置
在用上位机生成寄存器配置后，笔者在win10系统上使用usb转i2c工具下载配置发现写入再读出偶数行的配置跟写入的不一样，用逻辑分析仪抓i2c数据发现并没有写入偶数行的寄存器配置项，两台win10系统都是如此，但是在win7系统上却是正常的，这个不知道是usb驱动问题还是上位机问题。