S3C2440的LCD虚拟显示测试

[导读]S3C2440的LCD控制器支持虚拟显示，说的容易理解一点就是，可以显示比实际显示器大的图像。

一、概述

S3C2440的LCD控制器支持虚拟显示，说的容易理解一点就是，可以显示比实际显示器大的图像。可以这样想象，有一个大的图片，但是显示器(显示串口)比较小，但是我们可以相对于大图片(即大图片不动)移动显示器的位置，从而实现观察大图片的其他部分的内容。芯片手册上对这部分内容用一个图片来生动展示如下。

这里说明四点：

1.虚拟内存(大照片的存储空间)比视口的缓冲空间大

2. 虚拟内存的基地址是固定的

3.大照片的开始位置(虚拟内存的基地址(LCDBANK))是以4M对齐的，eg:0x30400000

4.可以更改视口的基地址(LCDBASEU)和结束地址(LCDBASEL)来移动视口

二、LCD控制器分析

1、虚拟显示的原理

思考两个问题：

1.怎么告知LCD控制器大照片的尺寸，这将来涉及到视口如何取数据的问题(配置LCDSADDR3)

2.怎么移动窗口(配置LCDSADDR1和LCDSADDR2)

可以直接告诉你，大照片的垂直长度不用设置，只用设置大照片的水平宽度。例如，我的显示器视口大小是480*272，但是照片的大小是640*480。这时，我们只用告诉LCD控制器大照片的水平宽度640。在LCDSADDR3中有个OFFSIZE和PAGEWIDTH，其中PAGEWIDTH是视口宽度(480),而OFFSIZE是大照片多于视口的宽度(160)。通过这两个参数就告诉了控制器大照片的水平宽度为(480+160=640)。

为什么要规定这个大照片的宽度呢?首先，我们考虑照片在内存中是怎样存储的(以16bpp为例)：

0 1 ··· 639

0(16bit)(16bit)(16bit)(16bit)

1(16bit)(16bit)(16bit)(16bit)

· ·

479(16bit)(16bit)(16bit)(16bit)

可以看到理论上是个立体空间，(x,y)决定平面坐标，而z决定颜色。但是，在存储器上地址是连续的，可以看做一维的，说的意思是先存(0,0)位置的颜色，占用两个字节，然后再存(1,0)位置的颜色，又占两个字节······存完一行时，紧接着再存下一行。总之一句话，这个大图片是连续的存储在存储器中。

然后，我们再考虑一下在这里边有一个小的窗口，我们以窗口在最左上角为例说明，如下图所示：

0 1。。。 479。。。 639

0 (16bit) (16bit) ··· (16bit)

(16bit)

1 (16bit) (16bit) ··· (16bit)

(16bit)

···

··· ··· ··· ··· ··· ···

271

(16bit) (16bit) ··· (16bit) ··· (16bit)

··· ··· ··· ··· ··· ··· ···

479 (16bit) (16bit) ··· (16bit) ··· (16bit)

我们可以看到，要显示的视口比较小，它在显示时从存储器中读取数据，并不是从连续的空间中读取数据，而是只读取每一行的部分(PAGEWIDTH)。

最后，我们来考虑一下，规定大图片宽度(PAGEWIDTH和OFFSIZE)的意义。

1.通过规定大图片的宽度，LCD控制器就知道如何划分连续的存储空间成一行一行的，即将连续的空间立体化。以LCDBANK为0x30400000为例，图片宽度为(PAGEWIDTH+OFFSIZE=480+160=640)。这样，LCD控制器就知道第一行末尾的地址(以字节为单位)是(0x30400000+640*2-1)。其中，由于是16bpp，所以每个像素占两个字节，所以640要乘以2，才得到实际的一行的移动距离。同样，第三行的第一个像素的地址是(0x30400000+640*2*2)。

2.PAGEWIDTH和OFFSIZE可以告诉LCD控制器，那些数据需要显示,那些需要跳过。我们以上边的图为例，其实这个图的视口的基地址就是LCDBANK。在读取数据显示的时候，先把(0x30400000,0x30400000+(PAGEDITH-1)*2)区间的存储空间读取到显示器的第一行，然后跳过OFFSIZE*2个存储单元(BYTE);接着再把(0x30400000+(PAGEDITH+OFFSIZE)*1*2,0x30400000+(PAGEDITH+OFFSIZE)*1*2+(PAGEDITH-1)*2)读取到显示器的第二行，其中乘以1代表偏移了一行的距离;接着再把(0x30400000+(PAGEDITH+OFFSIZE)*2*2,0x30400000+(PAGEDITH+OFFSIZE)*2*2+(PAGEDITH-1)*2)读取到显示器的第三行······

通过这些内容，相信你已经明白虚拟内存显示的基本原理。

2、移动视口

还有一个问题怎么移动视口，明白了上边的讲述这个问题就相当简单了。我们更改视口的起始地址(LCDBASEU)和结束地址(LCDBASEL)就行了。先说一下这两个参数的意义，LCDBASEU是视口起始位置相对于LCDBANK的偏移地址，LCDBASEL是视口结束位置相对于LCDBANK相对于LCDBANK的地址。

好了，举个例子来说明如何平移视口。假设，我们已经把大图片传到虚拟内存上了(以0x30400000为起始地址，占据的存储空间是640*480*2)。我们的视口占据的内存空间大小是(480*272*2)。刚开始，我们的视口在大照片的左上角，即LCDBASEU=0，而 LCDBASEL为LOWER21BITS(((0x30400000+640*272*2)>>1))。其中，函数LOWER21BITS()是区低21位。其实，视口结束的地址(以BYTE为单位)是0x30400000+640*272*2-1，而(0x30400000+640*272*2)这种方式(小于这个限)是规定结束地址限的很好方式。需要注意的是，这里边乘的基数是640，而不是480，因为一行的宽度是640，这点需要注意。我们可以结合下边的LCDBASEL计算地址好好理解一下。

这个时候，假设我们想右移图像100个像素，那么设置LCDSADDR1和LCDSADDR2就可以了。

#define LOWER21BITS(n) ((n) & 0x1fffff)

#define LCDFRAMEBUFFER 0x30400000

#define LINEVAL_TFT_480272 (272-1)

#define HOZVAL_TFT_480272 (480-1)

LCDSADDR1 = ((LCDFRAMEBUFFER>>22)<<21) | LOWER21BITS((LCDFRAMEBUFFER+100*2)>>1);

LCDSADDR2 = LOWER21BITS(((LCDFRAMEBUFFER+100*2)+ \

(LINEVAL_TFT_480272+1)*((HOZVAL_TFT_480272+1)+160)*2)>>1);

我们再在这个基础上下移200个像素，那么程序为：

LCDSADDR1 = ((LCDFRAMEBUFFER>>22)<<21) | LOWER21BITS((LCDFRAMEBUFFER+100*2+640*200*2)>>1);

LCDSADDR2 = LOWER21BITS(((LCDFRAMEBUFFER+100*2+640*200*2)+ \

(LINEVAL_TFT_480272+1)*((HOZVAL_TFT_480272+1)+160)*2)>>1);