一种工业计算机自定义显示适配器配置方案

修惠文，陈志列

（1. 研祥智能科技股份有限公司，广东 深圳，518057；2. 国家特种计算机工程技术研究中心，广东 深圳，518057）

一种工业计算机自定义显示适配器配置方案

修惠文1，2，陈志列1，2

（1. 研祥智能科技股份有限公司，广东 深圳，518057；2. 国家特种计算机工程技术研究中心，广东 深圳，518057）

本方案涉及一种TFT屏自定义调试的方法，通过将CVT时序算法模块加载到BIOS中，在BIOS设置菜单中增添TFT自定义调试项，以快速、便捷的方式对TFT屏进行调试。上述方法在系统上电后执行BIOS程序，判断BIOS选项是否启动TFT自定义调试模式，如果是，则获取TFT屏幕规格信息，交由CVT时序算法模块计算屏幕时序参数，并将获得的参数导入VBIOS参数表中，执行VBIOS对显示设备的初始化工作，实现TFT自定义调试工作。

TFT 显示；适配；CVT；VESA

0 引言

工业计算机系统的硬件、软件平台需根据具体的应用领域进行专门的配置，而这其中便包括对显示效果的配置。目前，业界流行的显示适配器配置方法是在BIOS（Basic Input/Output System，基本输入输出系统）设置界面中列出几种常见规格显示器在几种常见显示效果下的配置选项。这样一来，用户便可根据具体的显示要求，结合显示器的规格来选择合适的配置选项。然而，工业计算机显示器规格众多，不易预测其具体需求，上述方法很难列出针对所有显示效果的配置选项，因此上述方法的适用对象非常有限。同时，工业计算机的应用领域往往会使用非常特殊的显示效果，例如以不常见的分辨率如320×240进行显示，或采用规格极为特殊（例如16：9或者大尺寸屏幕）的显示器，而上述配置方法则无法满足这种特殊的需要。为解决上述问题，众多显示适配器厂商都会提供专门应用于其显示适配器的VBIOS（Video-BIOS，显示适配器BIOS）调试工具，以便对显示效果进行设置，使其能够满足特定应用领域的需要[1-3]。VBIOS调试工具可以实现对显示效果的精确设置，但该方法也存在一个重要的缺陷，即使用VBIOS调试工具需要一定的专业知识。工业计算机的用户往往并不具备这些专业知识，对其而言VBIOS调试工具使用难度较大，因此大多数用户仍然无法方便的对配置进行操作，以达到预想的显示效果。因此，需要一种技术方案，能够克服现有技术存在的缺陷。

1 技术原理

鉴于上述问题，我们想到需要实现一种自定义显示适配器配置的方案，以保证各种规格的显示设备，在硬件设施均保证正常的情况下，通过简单的软件调试，即可正常显示。为达到这一目的，实现了如下内容的技术方案[4-8]：

（1）修改现有计算机BIOS，在现有的BIOS设置机制中增设选择项，对用户要采用的调屏方式进行选择；当用户选择自定义调屏方式时，用户将特殊屏幕的规格信息通过输入项提交给系统BIOS，进行保存处理。

（2）将CVT（Coordinated Video Timing，协调视频时序，用于计算符合VESA标准的视频时序，包括行同步，场同步，像素时钟，黑屏时钟等，只要保证每个显示设备符合自身的这一时序需求，即可正常显示）时序算法模块加入BIOS中，由BIOS判断用户是否需求自定义调屏，如果是，获取用户指定的屏幕规格信息并存于CMOS中；否则，采用芯片厂商提供的固定规格，比如，640*480、800*600、1024*768、1280*1024等。

（3）系统重启后，在用户需求自定义调屏的情况下，BIOS会将CMOS中用户所提供的显示屏规格信息导入CVT时序算法模块，算出TFT[1]屏幕所需的时序参数，并提交给系统VBIOS参数接口，实现用户自行调屏的需求。

（4）如果用户需要对时序参数进行微调，可打开屏幕设置用户接口中的微调开关，在CVT时序算法模块获得的时序参数基础上进行调整，以达到最佳显示效果。

综上，自定义调屏方法的工作原理为：首先，系统上电后执行BIOS程序，完成对硬件的初始化；之后，BIOS判断选择项是否启动TFT屏幕自定义调屏；如果是，则启动CVT时序算法模块，由该模块根据CMOS中的显示屏规格参数，计算出该规格显示屏所需的时序参数，最后加载到VBIOS参数表中，运行系统VBIOS，点亮指定规格的显示屏，完成自定义调屏。

具体的实施步骤如下：

（1） 硬件初始化：系统上电后首先执行BIOS程序，完成对硬件的初始化，包括创建中断向量、设置寄存器、对一些外部设备进行检测、设置硬件参数等常规工作。

（2） 判断自定义调屏模式是否启动：在BIOS中设置选择项，对要采用的屏幕类型进行选择，如果选择芯片厂商提供的通用规格，则直接执行VBIOS初始化程序，进入正常的显示模式；如果选择自定义调试模式，则录入用户提供的显示屏规格信息。

（3） 系统重启后，读取BIOS中的设置，取得显示屏规格信息。将CVT时序算法模块拷贝到指定位置进行解码，并把获取的显示屏信息导入算法模块中，执行该模块。

（4） 从CVT时序算法模块中返回，获取CVT所需的时序参数，并保存于CMOS中，以便微调需求。

（5） 将所得到的显示屏时序参数载入VBIOS的参数表中，运行VBIOS初始化显示设备。完成自定义调屏工作。

该步骤可参考图1，自定义调屏方法流程图。

2 技术优势

每个显示设备都有自身特定的时序需求，满足其时序则可正常显示。所以，保证显示时序的正确性，最大程度上则推进了显示设备良好显示的要求。而由于工作计算机的多样性和复杂性，在显示接口上，不同的客户基本上使用的是不同规格的显示设备，所以，为解决这样的问题，采用便于较快的调试，来兼容各种显示设备，这种集合度较高的调频方案，无论对开发者还是用户，都是一种及时的需求。结合上述，该方案的优点主要体现在：

（1）对显示设备的调试提供了一个良好的接口；

（2）不仅适用于常用及特殊的显示屏在时序上的要求，更重要的是简化了工业计算机对特殊显示屏时序参数的调试过程；

（3）突破了视频BIOS中原有Panel数目（Intel的视频BIOS仅提供了16个标准Panel）的局限，可以让一款工控机，按照用户需求，保证多种分辨率的显示屏正常显示；

（4）只需通过在BIOS中对对应的选项进行特定的设置，方便快捷，加快用户设备的调试和开发速度。

图1 自定义调屏方法流程图Fig. 1 A flow chart of the custom screen

3 应用方法

该方案独立地集成在一个代码模块上，可由工程师自行简单地添加和移植。具体地，在系统BIOS开发设计的过程中，当显示方案设定后，将该模块使用对应的工具加入即可。加入模块后，当用户需要使用该技术时，通过在BIOS的Setup界面选择User Define 模式，并在时序规格需求栏中，依照各显示屏的显示规格，填入所要支持的屏幕信息，保存退出即可。

4 结论

该方案对INTEL系列的平台有良好的支持，并投入使用在公司大部分应用在嵌入式控制平台、监控设备、传媒等领域的板卡产品上，并使用了市场上多种常见的不同规格的TFT屏做过验证，比如，NEC、SHARP、AU、三星等，均保证正常显示。使用过程中，不仅快速的达到了客户的需求，还降低了工程师调试的难度。

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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，吉林大学硕士学位，现为研祥智能股份有限公司研发中心 BIOS工程师，主要研究方向为工控机底层固件开发与设计；陈志列（1963-），男，西北工业大学硕士学位，现为研祥智能股份有限公司 董事长，主要研究方向为特种计算机研发设计

本文引用格式：修惠文，陈志列.一种工业计算机自定义显示适配器配置方案[J]. 新型工业化，2016，6（12）：73-76.