S3C2440的LCD虛擬顯示測試

一、概述

S3C2440的LCD控制器支持虛擬顯示，說的容易理解一點就是，可以顯示比實際顯示器大的圖像。可以這樣想象，有一個大的圖片，但是顯示器(顯示串口)比較小，但是我們可以相對于大圖片(即大圖片不動)移動顯示器的位置，從而實現觀察大圖片的其他部分的內容。芯片手冊上對這部分內容用一個圖片來生動展示如下。

這里說明四點：

1.虛擬內存(大照片的存儲空間)比視口的緩沖空間大

2. 虛擬內存的基地址是固定的

3.大照片的開始位置(虛擬內存的基地址(LCDBANK))是以4M對齊的，eg:0x30400000

4.可以更改視口的基地址(LCDBASEU)和結束地址(LCDBASEL)來移動視口

二、LCD控制器分析

1、虛擬顯示的原理

思考兩個問題：

1.怎么告知LCD控制器大照片的尺寸，這將來涉及到視口如何取數據的問題(配置LCDSADDR3)

2.怎么移動窗口(配置LCDSADDR1和LCDSADDR2)

可以直接告訴你，大照片的垂直長度不用設置，只用設置大照片的水平寬度。例如，我的顯示器視口大小是480*272，但是照片的大小是640*480。這時，我們只用告訴LCD控制器大照片的水平寬度640。在LCDSADDR3中有個OFFSIZE和PAGEWIDTH，其中PAGEWIDTH是視口寬度(480),而OFFSIZE是大照片多于視口的寬度(160)。通過這兩個參數就告訴了控制器大照片的水平寬度為(480+160=640)。

為什么要規定這個大照片的寬度呢?首先，我們考慮照片在內存中是怎樣存儲的(以16bpp為例)：

0 1 ··· 639

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

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

·

· ·

· ·

· ·

· ·

·

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

可以看到理論上是個立體空間，(x,y)決定平面坐標，而z決定顏色。但是，在存儲器上地址是連續的，可以看做一維的，說的意思是先存(0,0)位置的顏色，占用兩個字節，然后再存(1,0)位置的顏色，又占兩個字節······存完一行時，緊接著再存下一行。總之一句話，這個大圖片是連續的存儲在存儲器中。

然后，我們再考慮一下在這里邊有一個小的窗口，我們以窗口在最左上角為例說明，如下圖所示：

0 1。。。 479。。。 639

0 (16bit) (16bit) ··· (16bit)

(16bit)

1 (16bit) (16bit) ··· (16bit)

(16bit)

···

··· ··· ··· ··· ··· ···

271

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

··· ··· ··· ··· ··· ··· ···

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

我們可以看到，要顯示的視口比較小，它在顯示時從存儲器中讀取數據，并不是從連續的空間中讀取數據，而是只讀取每一行的部分(PAGEWIDTH)。

最后，我們來考慮一下，規定大圖片寬度(PAGEWIDTH和OFFSIZE)的意義。

1.通過規定大圖片的寬度，LCD控制器就知道如何劃分連續的存儲空間成一行一行的，即將連續的空間立體化。以LCDBANK為0x30400000為例，圖片寬度為(PAGEWIDTH+OFFSIZE=480+160=640)。這樣，LCD控制器就知道第一行末尾的地址(以字節為單位)是(0x30400000+640*2-1)。其中，由于是16bpp，所以每個像素占兩個字節，所以640要乘以2，才得到實際的一行的移動距離。同樣，第三行的第一個像素的地址是(0x30400000+640*2*2)。

2.PAGEWIDTH和OFFSIZE可以告訴LCD控制器，那些數據需要顯示,那些需要跳過。我們以上邊的圖為例，其實這個圖的視口的基地址就是LCDBANK。在讀取數據顯示的時候，先把(0x30400000,0x30400000+(PAGEDITH-1)*2)區間的存儲空間讀取到顯示器的第一行，然后跳過OFFSIZE*2個存儲單元(BYTE);接著再把(0x30400000+(PAGEDITH+OFFSIZE)*1*2,0x30400000+(PAGEDITH+OFFSIZE)*1*2+(PAGEDITH-1)*2)讀取到顯示器的第二行，其中乘以1代表偏移了一行的距離;接著再把(0x30400000+(PAGEDITH+OFFSIZE)*2*2,0x30400000+(PAGEDITH+OFFSIZE)*2*2+(PAGEDITH-1)*2)讀取到顯示器的第三行······

通過這些內容，相信你已經明白虛擬內存顯示的基本原理。

2、移動視口

還有一個問題怎么移動視口，明白了上邊的講述這個問題就相當簡單了。我們更改視口的起始地址(LCDBASEU)和結束地址(LCDBASEL)就行了。先說一下這兩個參數的意義，LCDBASEU是視口起始位置相對于LCDBANK的偏移地址，LCDBASEL是視口結束位置相對于LCDBANK相對于LCDBANK的地址。

好了，舉個例子來說明如何平移視口。假設，我們已經把大圖片傳到虛擬內存上了(以0x30400000為起始地址，占據的存儲空間是640*480*2)。我們的視口占據的內存空間大小是(480*272*2)。剛開始，我們的視口在大照片的左上角，即LCDBASEU=0，而 LCDBASEL為LOWER21BITS(((0x30400000+640*272*2)>>1))。其中，函數LOWER21BITS()是區低21位。其實，視口結束的地址(以BYTE為單位)是0x30400000+640*272*2-1，而(0x30400000+640*272*2)這種方式(小于這個限)是規定結束地址限的很好方式。 需要注意的是，這里邊乘的基數是640，而不是480，因為一行的寬度是640，這點需要注意。我們可以結合下邊的LCDBASEL計算地址好好理解一下。

這個時候，假設我們想右移圖像100個像素，那么設置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);

我們再在這個基礎上下移200個像素，那么程序為：

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);

我們再在這個基礎上上移100個像素，左移50個像素，那么程序為：

LCDSADDR1 = ((LCDFRAMEBUFFER>>22)21) | LOWER21BITS((LCDFRAMEBUFFER+100*2+640*200*2-50*2-640*100*2)>>1);

LCDSADDR2 = LOWER21BITS(((LCDFRAMEBUFFER+100*2+640*200*2-50*2-640*100*2)+

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