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。STM32 MCU 都采用 ARM Cortex 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 8bit 8080 接口 RGB565 格式图像数据字节序问题。


图像数据字节序
8bit 8080 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：





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 Byte 0，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 Byte 0 与 Byte 1 字节位置对调(Byte swap)，就能满足 LCD 接口的字节序要求。可以直接使用 CPU 进行 Byte swap，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 Byte swap.


DMA2D 进行 Byte swap
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 Byte swap 特性。Red blue swap 特性在 L4 和 L4+系列 MCU 都支持，而 Byte swap 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 Byte swap 功能，在 DMA2D 的 outputFIFO 中完成字节序调整，如下图：





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


GPDMA 进行 Byte swap
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 Byte swap 功能。

1. DMA_HandleTypeDef hgpdma_channel0;
   
2. DMA_DataHandlingConfTypeDef DataHandlingConfig;
   
3. static void MX_DMA_Init(void)
   
4. {
   
5. /* DMA controller clock enable */
   
6. __HAL_RCC_GPDMA1_CLK_ENABLE();
   
7. hgpdma_channel0.Instance = GPDMA1_Channel0;
   
8. hgpdma_channel0.Init.Request = DMA_REQUEST_SW;
   
9. hgpdma_channel0.Init.BlkHWRequest = DMA_BREQ_SINGLE_BURST;
   
10. hgpdma_channel0.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_MEMORY;
    
11. hgpdma_channel0.Init.SrcInc = DMA_SINC_INCREMENTED;
    
12. hgpdma_channel0.Init.DestInc = DMA_DINC_FIXED;
    
13. hgpdma_channel0.Init.SrcDataWidth = DMA_SRC_DATAWIDTH_WORD;
    
14. hgpdma_channel0.Init.DestDataWidth = DMA_DEST_DATAWIDTH_WORD;
    
15. hgpdma_channel0.Init.SrcBurstLength = 1;
    
16. hgpdma_channel0.Init.DestBurstLength = 1;
    
17. hgpdma_channel0.Init.Priority = DMA_LOW_PRIORITY_LOW_WEIGHT;
    
18. hgpdma_channel0.Init.TransferEventMode = DMA_TCEM_BLOCK_TRANSFER;
    
19. hgpdma_channel0.Init.TransferAllocatedPort = DMA_SRC_ALLOCATED_PORT0 | DMA_DEST_ALLOCATED_PORT1;
    
20. hgpdma_channel0.Mode = DMA_NORMAL;
    
21. if (HAL_DMA_Init(&hgpdma_channel0) != HAL_OK)
    
22. {
    
23. Error_Handler( );
    
24. }
    
25. 
    
26. /* Set data handling block configuration */
    
27. //swap bytes in Half-word
    
28. DataHandlingConfig.DataExchange = DMA_EXCHANGE_DEST_BYTE;
    
29. DataHandlingConfig.DataAlignment = DMA_DATA_RIGHTALIGN_ZEROPADDED;
    
30. /* Data handling configuration */
    
31. if (HAL_DMAEx_ConfigDataHandling(&hgpdma_channel0, &DataHandlingConfig) != HAL_OK)
    
32. {
    
33. Error_Handler( );
    
34. }
    
35. 
    
36. /* DMA interrupt init */
    
37. HAL_NVIC_SetPriority(GPDMA1_Channel0_IRQn, 3, 0);
    
38. HAL_NVIC_EnableIRQ(GPDMA1_Channel0_IRQn);
    
39. HAL_DMA_RegisterCallback(&hgpdma_channel0, HAL_DMA_XFER_CPLT_CB_ID, DMA_Xfer_Cmplt);
    
40. }

复制代码

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 Byte swap 后的 RGB565 格式的图形数据给 LCD。


小结
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 Byte swap 调整，满足 LCD 的字节序要求。




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