修惠文，陳志列

（1. 研祥智能科技股份有限公司，廣東 深圳，518057；2. 國家特種計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心，廣東 深圳，518057）

一種工業(yè)計(jì)算機(jī)自定義顯示適配器配置方案

修惠文1，2，陳志列1，2

（1. 研祥智能科技股份有限公司，廣東 深圳，518057；2. 國家特種計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心，廣東 深圳，518057）

本方案涉及一種TFT屏自定義調(diào)試的方法，通過將CVT時(shí)序算法模塊加載到BIOS中，在BIOS設(shè)置菜單中增添TFT自定義調(diào)試項(xiàng)，以快速、便捷的方式對TFT屏進(jìn)行調(diào)試。上述方法在系統(tǒng)上電后執(zhí)行BIOS程序，判斷BIOS選項(xiàng)是否啟動(dòng)TFT自定義調(diào)試模式，如果是，則獲取TFT屏幕規(guī)格信息，交由CVT時(shí)序算法模塊計(jì)算屏幕時(shí)序參數(shù)，并將獲得的參數(shù)導(dǎo)入VBIOS參數(shù)表中，執(zhí)行VBIOS對顯示設(shè)備的初始化工作，實(shí)現(xiàn)TFT自定義調(diào)試工作。

TFT 顯示；適配；CVT；VESA

0 引言

工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件平臺需根據(jù)具體的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行專門的配置，而這其中便包括對顯示效果的配置。目前，業(yè)界流行的顯示適配器配置方法是在BIOS（Basic Input/Output System，基本輸入輸出系統(tǒng)）設(shè)置界面中列出幾種常見規(guī)格顯示器在幾種常見顯示效果下的配置選項(xiàng)。這樣一來，用戶便可根據(jù)具體的顯示要求，結(jié)合顯示器的規(guī)格來選擇合適的配置選項(xiàng)。然而，工業(yè)計(jì)算機(jī)顯示器規(guī)格眾多，不易預(yù)測其具體需求，上述方法很難列出針對所有顯示效果的配置選項(xiàng)，因此上述方法的適用對象非常有限。同時(shí)，工業(yè)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域往往會(huì)使用非常特殊的顯示效果，例如以不常見的分辨率如320×240進(jìn)行顯示，或采用規(guī)格極為特殊（例如16：9或者大尺寸屏幕）的顯示器，而上述配置方法則無法滿足這種特殊的需要。為解決上述問題，眾多顯示適配器廠商都會(huì)提供專門應(yīng)用于其顯示適配器的VBIOS（Video-BIOS，顯示適配器BIOS）調(diào)試工具，以便對顯示效果進(jìn)行設(shè)置，使其能夠滿足特定應(yīng)用領(lǐng)域的需要[1-3]。VBIOS調(diào)試工具可以實(shí)現(xiàn)對顯示效果的精確設(shè)置，但該方法也存在一個(gè)重要的缺陷，即使用VBIOS調(diào)試工具需要一定的專業(yè)知識。工業(yè)計(jì)算機(jī)的用戶往往并不具備這些專業(yè)知識，對其而言VBIOS調(diào)試工具使用難度較大，因此大多數(shù)用戶仍然無法方便的對配置進(jìn)行操作，以達(dá)到預(yù)想的顯示效果。因此，需要一種技術(shù)方案，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。

1 技術(shù)原理

鑒于上述問題，我們想到需要實(shí)現(xiàn)一種自定義顯示適配器配置的方案，以保證各種規(guī)格的顯示設(shè)備，在硬件設(shè)施均保證正常的情況下，通過簡單的軟件調(diào)試，即可正常顯示。為達(dá)到這一目的，實(shí)現(xiàn)了如下內(nèi)容的技術(shù)方案[4-8]：

（1）修改現(xiàn)有計(jì)算機(jī)BIOS，在現(xiàn)有的BIOS設(shè)置機(jī)制中增設(shè)選擇項(xiàng)，對用戶要采用的調(diào)屏方式進(jìn)行選擇；當(dāng)用戶選擇自定義調(diào)屏方式時(shí)，用戶將特殊屏幕的規(guī)格信息通過輸入項(xiàng)提交給系統(tǒng)BIOS，進(jìn)行保存處理。

（2）將CVT（Coordinated Video Timing，協(xié)調(diào)視頻時(shí)序，用于計(jì)算符合VESA標(biāo)準(zhǔn)的視頻時(shí)序，包括行同步，場同步，像素時(shí)鐘，黑屏?xí)r鐘等，只要保證每個(gè)顯示設(shè)備符合自身的這一時(shí)序需求，即可正常顯示）時(shí)序算法模塊加入BIOS中，由BIOS判斷用戶是否需求自定義調(diào)屏，如果是，獲取用戶指定的屏幕規(guī)格信息并存于CMOS中；否則，采用芯片廠商提供的固定規(guī)格，比如，640*480、800*600、1024*768、1280*1024等。

（3）系統(tǒng)重啟后，在用戶需求自定義調(diào)屏的情況下，BIOS會(huì)將CMOS中用戶所提供的顯示屏規(guī)格信息導(dǎo)入CVT時(shí)序算法模塊，算出TFT[1]屏幕所需的時(shí)序參數(shù)，并提交給系統(tǒng)VBIOS參數(shù)接口，實(shí)現(xiàn)用戶自行調(diào)屏的需求。

（4）如果用戶需要對時(shí)序參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，可打開屏幕設(shè)置用戶接口中的微調(diào)開關(guān)，在CVT時(shí)序算法模塊獲得的時(shí)序參數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳顯示效果。

綜上，自定義調(diào)屏方法的工作原理為：首先，系統(tǒng)上電后執(zhí)行BIOS程序，完成對硬件的初始化；之后，BIOS判斷選擇項(xiàng)是否啟動(dòng)TFT屏幕自定義調(diào)屏；如果是，則啟動(dòng)CVT時(shí)序算法模塊，由該模塊根據(jù)CMOS中的顯示屏規(guī)格參數(shù)，計(jì)算出該規(guī)格顯示屏所需的時(shí)序參數(shù)，最后加載到VBIOS參數(shù)表中，運(yùn)行系統(tǒng)VBIOS，點(diǎn)亮指定規(guī)格的顯示屏，完成自定義調(diào)屏。

具體的實(shí)施步驟如下：

（1） 硬件初始化：系統(tǒng)上電后首先執(zhí)行BIOS程序，完成對硬件的初始化，包括創(chuàng)建中斷向量、設(shè)置寄存器、對一些外部設(shè)備進(jìn)行檢測、設(shè)置硬件參數(shù)等常規(guī)工作。

（2） 判斷自定義調(diào)屏模式是否啟動(dòng)：在BIOS中設(shè)置選擇項(xiàng)，對要采用的屏幕類型進(jìn)行選擇，如果選擇芯片廠商提供的通用規(guī)格，則直接執(zhí)行VBIOS初始化程序，進(jìn)入正常的顯示模式；如果選擇自定義調(diào)試模式，則錄入用戶提供的顯示屏規(guī)格信息。

（3） 系統(tǒng)重啟后，讀取BIOS中的設(shè)置，取得顯示屏規(guī)格信息。將CVT時(shí)序算法模塊拷貝到指定位置進(jìn)行解碼，并把獲取的顯示屏信息導(dǎo)入算法模塊中，執(zhí)行該模塊。

（4） 從CVT時(shí)序算法模塊中返回，獲取CVT所需的時(shí)序參數(shù)，并保存于CMOS中，以便微調(diào)需求。

（5） 將所得到的顯示屏?xí)r序參數(shù)載入VBIOS的參數(shù)表中，運(yùn)行VBIOS初始化顯示設(shè)備。完成自定義調(diào)屏工作。

該步驟可參考圖1，自定義調(diào)屏方法流程圖。

2 技術(shù)優(yōu)勢

每個(gè)顯示設(shè)備都有自身特定的時(shí)序需求，滿足其時(shí)序則可正常顯示。所以，保證顯示時(shí)序的正確性，最大程度上則推進(jìn)了顯示設(shè)備良好顯示的要求。而由于工作計(jì)算機(jī)的多樣性和復(fù)雜性，在顯示接口上，不同的客戶基本上使用的是不同規(guī)格的顯示設(shè)備，所以，為解決這樣的問題，采用便于較快的調(diào)試，來兼容各種顯示設(shè)備，這種集合度較高的調(diào)頻方案，無論對開發(fā)者還是用戶，都是一種及時(shí)的需求。結(jié)合上述，該方案的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

（1）對顯示設(shè)備的調(diào)試提供了一個(gè)良好的接口；

（2）不僅適用于常用及特殊的顯示屏在時(shí)序上的要求，更重要的是簡化了工業(yè)計(jì)算機(jī)對特殊顯示屏?xí)r序參數(shù)的調(diào)試過程；

（3）突破了視頻BIOS中原有Panel數(shù)目（Intel的視頻BIOS僅提供了16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)Panel）的局限，可以讓一款工控機(jī)，按照用戶需求，保證多種分辨率的顯示屏正常顯示；

（4）只需通過在BIOS中對對應(yīng)的選項(xiàng)進(jìn)行特定的設(shè)置，方便快捷，加快用戶設(shè)備的調(diào)試和開發(fā)速度。

圖1 自定義調(diào)屏方法流程圖Fig. 1 A flow chart of the custom screen

3 應(yīng)用方法

該方案獨(dú)立地集成在一個(gè)代碼模塊上，可由工程師自行簡單地添加和移植。具體地，在系統(tǒng)BIOS開發(fā)設(shè)計(jì)的過程中，當(dāng)顯示方案設(shè)定后，將該模塊使用對應(yīng)的工具加入即可。加入模塊后，當(dāng)用戶需要使用該技術(shù)時(shí)，通過在BIOS的Setup界面選擇User Define 模式，并在時(shí)序規(guī)格需求欄中，依照各顯示屏的顯示規(guī)格，填入所要支持的屏幕信息，保存退出即可。

4 結(jié)論

該方案對INTEL系列的平臺有良好的支持，并投入使用在公司大部分應(yīng)用在嵌入式控制平臺、監(jiān)控設(shè)備、傳媒等領(lǐng)域的板卡產(chǎn)品上，并使用了市場上多種常見的不同規(guī)格的TFT屏做過驗(yàn)證，比如，NEC、SHARP、AU、三星等，均保證正常顯示。使用過程中，不僅快速的達(dá)到了客戶的需求，還降低了工程師調(diào)試的難度。

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Scheme of Custom Display Adapter Configuration Based on Industrial Computer

XIU Hui-wen1,2, CHEN Zhi-lie1,2
(1. EVOC Intelligent Technology CO., LTD, Shenzhen, Guangdong 518057, China; 2. National Special Computer Engineering Technology Research Center, Shenzhen, Guangdong 518057, China)

This paper refers to a method that it can quickly and easily debug the TFT by the CVT timing algorithm module loaded into the BIOS and TFT custom debugging added to the BIOS Settings menu. After the system electricity the BIOS program run, determining whether to BIOS option activate custom debug mode of TFT, if it is, so TFT screen specifcations are get. Then CVT timing algorithm module calculates the screen timing parameters in order to import the VBIOS parameter table, and the VBIOS initializes the display device. Finally, it realizes TFT custom debugging.

TFT display; Adaptation; CVT; VESA

10.19335/j.cnki.2095-6649.2016.12.014

:XIU Hui-wen, CHEN Zhi-lie. Scheme of Custom Display Adapter Confguration Based on Industrial Computer[J]. The Journal of New Industrialization, 2016, 6(12) : 73-76.

修惠文（1982-），男，吉林大學(xué)碩士學(xué)位，現(xiàn)為研祥智能股份有限公司研發(fā)中心 BIOS工程師，主要研究方向?yàn)楣た貦C(jī)底層固件開發(fā)與設(shè)計(jì)；陳志列（1963-），男，西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位，現(xiàn)為研祥智能股份有限公司 董事長，主要研究方向?yàn)樘胤N計(jì)算機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)

本文引用格式：修惠文，陳志列.一種工業(yè)計(jì)算機(jī)自定義顯示適配器配置方案[J]. 新型工業(yè)化，2016，6（12）：73-76.