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BIOS開發筆記:顯示類型

CHANBAEK ? 來源:UEFI那點事 ? 作者: bin ? 2023-05-26 15:48 ? 次閱讀

UEFI啟動流程跑完前三階段,UEFI環境的準備基本完成,到BDS階段的任務就是準備引導OS。 在此之前還需要使一些必要的硬件工作起來,比如鍵盤設備,屏幕等,怎么讓屏幕工作呢? 簡單的說就是執行其相關的UEFI驅動。 要注意一下的是,這里所說的驅動并不是屏幕的驅動,而是GPU的驅動,原理是驅動使GPU工作起來,讓GPU向顯示器輸出顯示信號,畫了個簡圖,如下:

wKgZomRwY2GAHhN5AAAP9odB8zg491.jpg

顯示類型

顯示類型是按顯示接口來區分的,常見的有VGA,DVIHDMI,DP等等。

wKgaomRwY2GAAYNrAACAiY-oQd8534.jpg

為什么要設計出如此多種類的接口呢? 這是各時期需求差異導致的結果。 比如較早出現的VGA,分辨率只支持到1080,而后面出現的DP,HDMI則可以支持更高的分辨率和傳輸速率,而且還可以傳輸音頻信號,這些也只是暫時的,也許到了未來,隨著需求越來越大,可能還會出現功能更加強大的接口。

線路

對于集成顯卡,不同平臺的做法都有所不同,拿Intel帶有集成顯卡的CPU來說,Intel CPU的集顯接口使用的是DDI(Digital Display Interface),其內部有個顯示信號處理電路,如下圖:

wKgaomRwY2GACP-WAAQ-Jn-ase4654.jpg

從這個DDI出來的信號可以配置成HDMI或DP,中間無需其它轉換線路。 看一下CPU的DDI信號:

wKgZomRwY2GAPxqgAAGBC_h5esc122.jpg

一組DDI信號包含視頻和音頻信號,如果要設計成DP接口,則需要加上一組AUX(Auxiliary)輔助信號,AUX的用途包括讀取擴展顯示識別數據(EDID),以確保DP信號的正確傳輸、讀取顯示器所支持的DP接口的信息,如主要通道的數量和DP信號的傳輸速率、進行各種顯示組態暫存器的設定、讀取顯示器狀態暫存器。 此外,HPD熱插拔檢測信號也是需要的。

若設計成HDMI接口,需要把DP中用到的AUX換成DDC(Digital Display Channel),也可以說是一組I2C信號,它是由PCH出來的,作用與AUX也是類似,用于與屏幕之間的數據通信,如獲取屏幕EDID數據,屏幕亮度控制等。 下圖是一個DP和HDMI一體的接口,展示了兩種信號的設計方案。

wKgZomRwY2GAeQlGAARpInm6a6Y192.jpg

那要設計一個VGA接口的線路又是怎樣的呢? DDI出來的信號是DP或HDMI,要變成VGA信號則需要經過轉換,轉換的芯片很多,下圖是使用IT6516B將DP轉為VGA的線路:

wKgZomRwY2GAfzaGAAUGLy7wc8k117.jpg

要使VGA能正常使用,配置VBIOS或VBT的時候需要將該DDI信號配置成DP信號。

再看下EDP接口,EDP接口常用于筆記本的屏幕顯示,Intel的CPU是有EDP信號出來的,所以也不需要轉換可以直接拉出來使用。 EDP的信號如下:

wKgaomRwY2GAZHeIAAEvSylWZ8s429.jpg

eDP屏有兩個信號需要注意,PWM跟Backlight Enable Pin,前者用于控制背光,后者是背光使能,背光使能需要Enable,否則會黑屏。 大部分情況下這倆個信號是接到橋片或CPU上的,但也有的平臺可能沒有PWM或其它原因,會接到EC,由EC去控制屏幕背光。

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