工程师笔记 | 驱动 8 位 8080 接口 LCD 时的字节序问题

前言
在一些图形界面应用中，系统架构会时常考虑使用 FSMC接口来驱动 8080接口的 LCD屏。在 MCU渲染完成，将framebuffer发送到 LCD时，有可能会遇到存儲大小端的问题。STM32MCU都采用 ARMCortex内核，内存使用小端格式。而 intel 8080接口的 LCD在传输 RGB数据时，使用的是大端格式。MCU在传输 RGB数据时，字节序有可能不匹配。
在图形界面应用中，像素格式一般会使用 RGB888或 RGB565。而在使用 FSMC接口驱动 8bit位宽的 LCD时，很可能会使用 RGB565格式。本文中会介绍两种方法来处理8bit8080接口 RGB565格式图像数据字节序问题。

5 l  ~% s) q1 {图像数据字节序
& @7 g1 k' t6 w/ ^3 m/ J: O8bit8080 LCD在接收 RGB565数据时，会将第一个字节解析为{R4-R0,G5-G3}, 第二个字节解析为{G2-G0,B4-B0}，并按这个顺序接收所有数据，如下图：
" R4 z1 _* ]# n0 c6 @. W% O

而在 MCU内存中，数据按小端格式存放，RGB565数据存放的字节序如下：

如果不做调整直接将 RGB数据发给 LCD，MCU会先发送 Byte0，再发送 Byte 1，这样 LCD显示的内容就会错乱。对比上面两张图可以看出，只需将内存中 Byte0与 Byte1字节位置对调(Byteswap)，就能满足 LCD接口的字节序要求。可以直接使用 CPU进行 Byteswap，但这会消耗过多 CPU算力，同时也会占用更多内存。这里我们将使用硬件进行 Byteswap.
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. P; c0 t' q' q  w) PDMA2D 进行Byteswap
; S' @9 w* c- }DMA2D是 ST为图形应用专门设计并优化的2D加速引擎，拥有丰富的功能。其字节序重排功能包含了Red blueswap以及 Byteswap特性。Red blueswap特性在 L4和 L4+系列 MCU都支持，而 Byteswap仅在L4+系列有支持。在 L4+系列上，通过配置 DMA2D_OPFCCR寄存器的 SB位，即可使能 Byteswap功能，在 DMA2D的outputFIFO中完成字节序调整，如下图：
! J7 U0 q5 d0 Q6 @& _

因此在图形界面应用中，需要 Byteswap时，可以考虑用 DMA2D来传输 RGB数据给 LCD。

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/ E( q2 `6 I) m% t, oGPDMA 进行Byteswap
在新推出的 U5系列芯片上，集成了 GPDMA模块。这是新的通用DMA模块，能在传输数据的同时，还有丰富的数据处理能力。在初始化GPDMA时，通过配置源和目的数据位宽为 DMA_SRC_DATAWIDTH_WORD，在数据处理中配置 DataExchange为 DMA_EXCHANGE_DEST_BYTE，如下面代码，也能实现Byteswap功能。
( T; m4 g/ g0 x; r4 m9 Q2 W! j

这样，在图形应用中，既能使用 DMA2D加速渲染过程，也能使用 GPDMA的数据处理能力。通过 GPDMA直接向FSMC接口输出 Byteswap后的 RGB565格式的图形数据给LCD。
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小结
! Y1 w% I3 S! k0 a" e" G/ ?1 k6 N在驱动 8位 8080接口 LCD时，需要注意图像数据字节序问题。使用 RGB565格式时，可以使用 DMA2D或 GPDMA来传输图像数据，同时对图像数据做 Byteswap调整，满足LCD的字节序要求。


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