ESP32-P4 対応ディスプレイ

ディスプレイにおけるESP32-P4の特長

ESP32-P4のデータシート(v0.7)には、2つのディスプレイ用経路が記載されています:

• MIPI DSI:各1.5 Gbpsまでの2データレーンで、D-PHY v1.1準拠。入力フォーマットはRGB888、RGB666、RGB565、YUV422、YUV420およびグレースケール、出力フォーマットはRGB888、RGB666、RGB565。パネルはビデオモードで駆動されるため、パネル自身のフレームメモリは不要です。
• LCD_CAM:RGB、MOTO6800またはI8080形式の8/16/24ビットパラレル出力。GPIOマトリクスを経由して任意のGPIOに出力できます。

グラフィックス処理には、画像を回転(0°、90°、180°、270°)・スケーリング・ミラーリング・アルファブレンドする2D-DMAコントローラとピクセル処理アクセラレータ(PPA)が追加されています。MIPI DSIを持たないESP32-S3とは異なり、P4はスマートフォンやタブレットに使われるMIPI DSIパネルを駆動できます。

レーン数:まずここを確認

2レーンが上限です。多くの7″–10.1″のMIPIパネルは4レーン前提で設計されており、2レーンに設定できるものもあれば、できないものも多くあります。サンプルを発注する前に、パネルのデータシートでレーン設定のオプションと、ベンダーが提供する2レーンモード用の初期化シーケンスを確認してください。

帯域幅とフレームバッファ

RGB888(24ビット/ピクセル)で60 Hzの場合、ピクセルデータだけでも以下の帯域が必要です:

• 480×640:約0.44 Gbps、フレームバッファ900 KB
• 1024×600:約0.88 Gbps、フレームバッファ1,800 KB
• 720×1280:約1.33 Gbps、フレームバッファ2,700 KB(2.64 MB)
• 800×1280:約1.47 Gbps、フレームバッファ3,000 KB
• 1920×1080:約2.99 Gbps、フレームバッファ約5.9 MB

2レーンで運べるのは最大3 Gbpsであり、さらにパネルにはブランキング期間も必要なため、RGB888で60 Hzの1080pにはほとんど余裕がありません。RGB565ならデータ量を1/3に削減できます。これらのフレームバッファはいずれもオンチップL2MEMの768 KBより大きいため、フレームバッファはPSRAMに配置します。ESP32-P4チップは、パッケージ内に16 MB(ESP32-P4NRW16X)または32 MB(ESP32-P4NRW32X)のPSRAMを搭載しています。

ESP-IDFでの初期立ち上げチェックリスト

ESP-IDFのMIPI DSI LCDドライバは、3つのステップでディスプレイをセットアップします:

1. esp_lcd_new_dsi_bus()がバスを作成しD-PHYを初期化します。num_data_lanes(2)とlane_bit_rate_mbpsを設定します。
2. esp_lcd_new_panel_io_dbi()がコマンドチャネルを開き、パネルのコントローラドライバ(例:esp_lcd_new_panel_ili9881c())がそのチャネル経由で初期化シーケンスを送信します。
3. esp_lcd_new_panel_dpi()がビデオストリームを開始します。パネルデータシートのdpi_clock_freq_mhz(ピクセルクロック)、in_color_formatとout_color_format、num_fbs、およびvideo_timingのポーチ設定を指定します。

次の2点が落とし穴になりがちです:

• D-PHY電源。MIPI D-PHYには、VDD_MIPI_DPHYに専用の2.5 V電源が必要です。P4の内蔵可変LDOから供給できますが、DSIドライバ起動前に2.5 Vに設定しておく必要があります。
• ピクセルクロック。ESP-IDFの資料では、ピクセルクロックを上げるとリフレッシュレートは高くなりますが、DMA帯域が不足しているとちらつきが発生する可能性があるとされています。画像にティアリングやちらつきが発生した場合は、まずdpi_clock_freq_mhzを下げてください。

ビットマップのコピーを高速化するには、ドライバで2D-DMAを使用できます(esp_lcd_dpi_panel_enable_dma2d())。

パネルとタッチ

EspressifのESP32-P4-Function-EV-Boardは、LCDアダプタボード経由でP4に7″ 1024×600のMIPI DSI静電容量式タッチスクリーンを組み合わせています。2025年10月14日より前に製造されたM5Stack Tab5は、別個のGT911タッチコントローラを備えたILI9881Cを使用しており、それ以降のユニットはディスプレイ・タッチ統合コントローラのST7123またはST7121を使用していて、初期化シーケンスには互換性がありません。多くの静電容量式パネルはGT911タッチコントローラを使用しており、リセット時のINTレベルに応じてI2Cアドレス0x5Dまたは0x14で応答します。

当社のMIPI DSIモデルには、3.5″ 480×640、ILI9881D搭載4.99″ 720×1280 IPS、8″ 800×1280 IPSがあります。レーン構成はプロジェクトごとに確認いたします。ご使用のボードをお知らせいただければ、サンプル提供前に2レーン動作と初期化シーケンスを確認します。