DMA2D
1、功能概述
本文档主要介绍了DMA2D的API使用，例程主要基于DOORBEEL工程以及dma2d_demo.c.
2、代码路径
DOORBEEL 主要涉及dma2d 融合和memory copy功能，参考代码:
/components/media/lcd/lcd_act.c和/middleware/driver/lcd/lcd_driver.cdma2d_demo.c 参考代码:
/components/media/dma2d/dma2d_demo.cdma2d的驱动接口介绍参考:
/api-reference/multi_media/bk_dma2d.html
demo运行依赖的宏配置:
Name |
Description |
File |
value |
|---|---|---|---|
CONFIG_DMA2D |
使能DMA2D功能 |
|
y |
3、DMA2D内存拷贝
DMA2D的内存拷贝即不执行像素转换，只执行内存拷贝的功能，用于图像的快速填充。
当只有拷贝功能的时候，输入颜色和输出颜色应选择一致，当支持像素转换的时候，二者可以不一样，支持的颜色模式在dma2d_types.h中定义。在融合以及像素转换的过程中用到的input_color_mode 和 out_color_mode_t 也是使用的这两个结构体作为参数。
DMA2D的输入颜色模式可以选择：
/** DMA2D_Input_Color_Mode*/
typedef enum {
DMA2D_INPUT_ARGB8888 = 0, /**< ARGB8888 DMA2D color mode */
DMA2D_INPUT_RGB888, /**< RGB888 DMA2D color mode */
DMA2D_INPUT_RGB565, /**< RGB565 DMA2D color mode */
DMA2D_INPUT_ARGB1555, /**< ARGB1555 DMA2D color mode */
DMA2D_INPUT_ARGB4444, /**< ARGB4444 DMA2D color mode */
DMA2D_INPUT_L8 = 5,
DMA2D_INPUT_AL44,
DMA2D_INPUT_AL88,
DMA2D_INPUT_L4,
DMA2D_INPUT_A8,
DMA2D_INPUT_A4,
} input_color_mode_t;
输出颜色模式可以选择：
/** DMA2D_Output_Color_Mode */
typedef enum {
DMA2D_OUTPUT_ARGB8888 = 0, /**< ARGB8888 DMA2D color mode */
DMA2D_OUTPUT_RGB888, /**< RGB888 DMA2D color mode */
DMA2D_OUTPUT_RGB565, /**< RGB565 DMA2D color mode */
DMA2D_OUTPUT_ARGB1555, /**< ARGB1555 DMA2D color mode */
DMA2D_OUTPUT_ARGB4444, /**< ARGB4444 DMA2D color mode */
} out_color_mode_t;
对于内存访问需要按word对齐的mem(比如psram), DMA2D的内存拷贝需要使用的数据格式为ARGB8888。
dma2d memcpy例程如下
void dma2d_memcpy_psram(void *Psrc, void *Pdst, uint32_t xsize, uint32_t ysize, uint32_t src_offline, uint32_t dest_offline)
{
dma2d_config_t dma2d_config = {0};
dma2d_config.init.mode = DMA2D_M2M; /**< Mode Memory To Memory */
dma2d_config.init.color_mode = DMA2D_OUTPUT_ARGB8888; /**< Output color mode is ARGB8888 : 32 bpp */
dma2d_config.init.output_offset = dest_offline/2; /**< offset on output */
dma2d_config.init.red_blue_swap = DMA2D_RB_REGULAR; /**< No Red & Blue swap for the output image */
dma2d_config.init.alpha_inverted = DMA2D_REGULAR_ALPHA; /**< No alpha inversion for the output image */
dma2d_config.layer_cfg[DMA2D_FOREGROUND_LAYER].alpha_mode = DMA2D_NO_MODIF_ALPHA; /**< Keep original Alpha from ARGB8888 input */
dma2d_config.layer_cfg[DMA2D_FOREGROUND_LAYER].input_alpha = 0xFF; /**< Fully opaque */
dma2d_config.layer_cfg[DMA2D_FOREGROUND_LAYER].input_color_mode = DMA2D_INPUT_ARGB8888; /**< Input color is ARGB8888 : 32 bpp */
dma2d_config.layer_cfg[DMA2D_FOREGROUND_LAYER].input_offset = src_offline/2; /**< offset in input */
dma2d_config.layer_cfg[DMA2D_FOREGROUND_LAYER].red_blue_swap = DMA2D_RB_REGULAR; /**< No R&B swap for the input image */
dma2d_config.layer_cfg[DMA2D_FOREGROUND_LAYER].alpha_inverted = DMA2D_REGULAR_ALPHA; /**< No alpha inversion for the input image */
bk_dma2d_init(&dma2d_config);
bk_dma2d_layer_config(&dma2d_config, DMA2D_FOREGROUND_LAYER);
bk_dma2d_start_transfer();
bk_dma2d_transfer_config(&dma2d_config, (uint32_t)Psrc, (uint32_t)Pdst, xsize/2, ysize);
while (bk_dma2d_is_transfer_busy()) {}
}
参数配置示意图如下
1) Psrc: 要拷贝的源数据的地址，拷贝数据的起始地址，可以是帧起始地址，也可以是一个偏移地址。 如果是偏移地址需要设置行偏移。
Pdst: 拷贝到目标数据的地址，可以是数据的起始地址，也可以是一个偏移地址。
xsize:拷贝的小图片的宽(xpixel)
ysize:拷贝的小图片的高(ypixel)
src_offline:如果Psrc是一个偏移地址，src_offline即决定了偏移量，以像素为单位。
dest_offline:如果Pdst是一个偏移地址，dest_offline即决定了偏移量，以像素为单位。
Figure 2. dma2d memcpy config
接口实现内其他参数解释：
DMA2D_RB_REGULAR : 配置输入数据的红色和蓝色是否转换。
3、DMA2D融合
DMA2D的图片融合是硬件实现，通过配置前景,背景以及输出的的图片格式,透明度,数据地址偏移实现图片的融合。
dma2d 融合例程：
dma2d_blend_t dma2d_config;
dma2d_config.pfg_addr = lcd_blend->pfg_addr;
dma2d_config.pbg_addr = rgb565_data;
dma2d_config.pdst_addr = rgb565_data;
if (lcd_blend->fg_data_format == ARGB8888)
{
dma2d_config.fg_color_mode = DMA2D_INPUT_ARGB8888;
dma2d_config.red_bule_swap = DMA2D_RB_SWAP;
}
if (lcd_blend->fg_data_format == RGB565)
{
dma2d_config.fg_color_mode = DMA2D_INPUT_RGB565;
dma2d_config.red_bule_swap = DMA2D_RB_REGULAR;
}
dma2d_config.bg_color_mode = DMA2D_INPUT_RGB565;
dma2d_config.dst_color_mode = DMA2D_OUTPUT_RGB565;
dma2d_config.fg_offline = 0;
dma2d_config.bg_offline = 0;
dma2d_config.dest_offline = 0;
dma2d_config.xsize = lcd_blend->xsize;
dma2d_config.ysize = lcd_blend->ysize;
dma2d_config.fg_alpha_value = lcd_blend->fg_alpha_value;
dma2d_config.bg_alpha_value = lcd_blend->bg_alpha_value;
bk_dma2d_blend(&dma2d_config);
配置参数详解：
typedef struct
{
void *pfg_addr; //前景数据的地址，可以是拷贝数据的首地址，也可以是一个偏移地址。
void *pbg_addr; //背景数据的地址，可以是数据的起始地址，也可以是一个偏移地址。
void *pdst_addr; //输出融合数据的地址，可以是数据的起始地址，也可以是一个偏移地址。
input_color_mode_t fg_color_mode; //前景数据的颜色格式，从input_color_mode_t中选择
input_color_mode_t bg_color_mode; //背景数据的颜色格式，从input_color_mode_t中选择
out_color_mode_t dst_color_mode; //输出的数据格式，从out_color_mode_t中选择
uint32_t fg_offline; //如果pfg_addr是一个偏移地址，fg_offline即决定了偏移量，以像素为单位。
uint32_t bg_offline; //如果pbg_addr是一个偏移地址，bg_offlinee即决定了偏移量，以像素为单
uint32_t dest_offline; //如果pdst_addr是一个偏移地址，dest_offline即决定了偏移量，以像素为单
uint32 xsize; //融合的小图片的宽
uint32 ysize; //融合的小图片的高
uint8_t fg_alpha_value; //配置前景的透明度
uint8_t bg_alpha_value; //配置背景的透明度
uint8_t red_bule_swap; //配置前景图片输入是否红蓝反转，可选择DMA2D_RB_SWAP 或 DMA2D_RB_REGULAR
}dma2d_blend_t;
其中：
fg_alpha_value 和 bg_alpha_value为不透明度，0为完全透明， 0xff为完全不透明。 fg_alpha_value和 bg_alpha_value值是否有效以及如何取值 取决于前景或背景的alpha_mode。 如果alpha_mode为：
1) DMA2D_NO_MODIF_ALPHA：即保持原图片的透明度，不管input_alpha 值设置为多少都不生效。
2) DMA2D_REPLACE_ALPHA：替换原图的alpha(透明度)，图片的透明度替换成alpha_value的值。
3) DMA2D_COMBINE_ALPHA：图片的透明度为(原有的透明度 * input_alpha)/0xFF.
即如果源图片中某些像素的alpha为0(完全透明)，配置input_alpha后，该像素的alpha仍为0,常用于保持原图的透明效果。
4、DMA2D 填充
DMA2D的填充。
DMA2D的单色填充可用于快速清屏或柱状图绘制。
void dma2d_fill(uint32_t frameaddr, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t high, uint16_t color)
{
void *pDiSt=&(((uint16_t *)frameaddr)[y*320+x]);
dma2d_config_t dma2d_config = {0};
dma2d_config.init.mode = DMA2D_R2M; /**< Mode Register to Memory */
dma2d_config.init.color_mode = DMA2D_OUTPUT_RGB565; /**< DMA2D Output color mode is RGB565 (16 bpp) */
dma2d_config.init.output_offset = 320 - width; /**< offset in output */
dma2d_config.init.red_blue_swap = DMA2D_RB_REGULAR; /**< No R&B swap for the output image */
dma2d_config.init.alpha_inverted = DMA2D_REGULAR_ALPHA; /**< No alpha inversion for the output image */
bk_dma2d_driver_init(&dma2d_config);
/* bk_dma2d_int_config(DMA2D_CFG_ERROR | DMA2D_TRANS_ERROR | DMA2D_TRANS_COMPLETE ,1);
#if (USE_HAL_DMA2D_REGISTER_CALLBACKS == 1)
bk_dma2d_register_int_callback_isr(DMA2D_TRANS_ERROR_ISR, mda2d_r2m_transfer_error);
bk_dma2d_register_int_callback_isr(DMA2D_TRANS_COMPLETE_ISR, mda2d_r2m_transfer_complete);
#else
bk_dma2d_isr_register(dma2d_isr);
#endif
*/
bk_dma2d_transfer_config(&dma2d_config, color, (uint32_t)pDiSt, width, high);
bk_dma2d_start_transfer();
/* while (transferCompleteDetected == 0) {;}
transferCompleteDetected = 0;
*/
while (bk_dma2d_is_transfer_busy()) {
}
}
例程详解：
- frameaddr 帧起始地址
- x demo中针对的是320X480的屏幕，x即从屏幕刷一帧的起始位置(0，0)开始算起的x坐标
- y y即从屏幕刷一帧的起始位置(0，0)开始算起的y坐标
- width 填充颜色的宽度
- high 想要填充颜色的高度
- color 想要填充颜色的像素
- demo 中注释的部分为打开DMA2D的中断，可以传输完成中断，配置错误中断或传输错误中断。
Figure 3. dma2d color fill config
- 注意：
对于只能按Word操作的内存，如果想要填充RGB565的数据，颜色格式应该用ARGB8888代替,相应的填充数据的宽或高也应该设置为宽或高的一半即可。详细请参考lcd_8080_demo.c中用于清屏的接口，如下：
dma2d_blend_t dma2d_config;
dma2d_config.pfg_addr = lcd_blend->pfg_addr;
dma2d_config.pbg_addr = rgb565_data;
dma2d_config.pdst_addr = rgb565_data;
if (lcd_blend->fg_data_format == ARGB8888)
{
dma2d_config.fg_color_mode = DMA2D_INPUT_ARGB8888;
dma2d_config.red_bule_swap = DMA2D_RB_SWAP;
}
if (lcd_blend->fg_data_format == RGB565)
{
dma2d_config.fg_color_mode = DMA2D_INPUT_RGB565;
dma2d_config.red_bule_swap = DMA2D_RB_REGULAR;
}
dma2d_config.bg_color_mode = DMA2D_INPUT_RGB565;
dma2d_config.dst_color_mode = DMA2D_OUTPUT_RGB565;
dma2d_config.fg_offline = 0;
dma2d_config.bg_offline = 0;
dma2d_config.dest_offline = 0;
dma2d_config.xsize = lcd_blend->xsize;
dma2d_config.ysize = lcd_blend->ysize;
dma2d_config.fg_alpha_value = lcd_blend->fg_alpha_value;
dma2d_config.bg_alpha_value = lcd_blend->bg_alpha_value;
bk_dma2d_blend(&dma2d_config);
4、DMA2D 像素转换
DMA2D的像素转换的一个简单例程（RGB565转ARGB8888）如下: 转换的源数据pfg_addr和目标数据rgb566_to_argb8888都没有偏移，均为起始地址。
dma2d_pixel_convert_t pixel_convert;
pixel_convert.input_addr = pfg_addr;
pixel_convert.output_addr = rgb566_to_argb8888;
pixel_convert.xsize = xsize;
pixel_convert.ysize = ysize;
pixel_convert.input_color_mode = DMA2D_INPUT_RGB565;
pixel_convert.output_color_mode = DMA2D_OUTPUT_ARGB8888;
pixel_convert.intput_alpha = 0;
pixel_convert.intput_offline = 0;
pixel_convert.output_offline = 0;
pixel_convert.output_red_blue_swap = DMA2D_RB_REGULAR;
bk_dma2d_pixel_convert(&pixel_convert);
6、DMA2D 按坐标配置进行像素转化(dma2d_demo.c)
配置示意图如下：
Figure 4. dma2d memcpy config by pos
DMA2D驱动中封装了一套设置坐标拷贝,或像素转,或融合的API接口,使用例程如下:
uint16_t xsize= 800;
uint16_t ysize = 480;
uint16_t src_width = 800;
uint16_t src_height = 480 ;
uint16_t dst_width = 800;
uint16_t dst_height = 480;
uint16_t src_frame_xpos = 120;
uint16_t src_frame_ypos = 200;
uint16_t dst_frame_xpos = 250;
uint16_t dst_frame_ypos = 120;
uint16_t xsize= 400;
uint16_t ysize = 200;
input_color_mode = DMA2D_INPUT_RGB888;
src_pixel_byte = 3;
output_color_mode = DMA2D_OUTPUT_RGB565;
dst_pixel_byte = 2;
dma2d_memcpy_pfc_t dma2d_memcpy_pfc = {0};
dma2d_memcpy_pfc.mode = DMA2D_M2M_PFC; //选择像素转换模式
dma2d_memcpy_pfc.input_addr = (char *)input_addr; //源数据地址
dma2d_memcpy_pfc.output_addr = (char *)output_addr; //目标数据地址
dma2d_memcpy_pfc.input_color_mode = input_color_mode; //源数据像素格式
dma2d_memcpy_pfc.output_color_mode = output_color_mode;//目标数据像素格式
dma2d_memcpy_pfc.src_pixel_byte = src_pixel_byte; //源数据每个像素的bytes
dma2d_memcpy_pfc.dst_pixel_byte = dst_pixel_byte; //目标数据每个像素的bytes
dma2d_memcpy_pfc.dma2d_width = xsize; //使用DMA2D转换的图像宽度
dma2d_memcpy_pfc.dma2d_height = ysize; //使用DMA2D转换的图像高度
dma2d_memcpy_pfc.src_frame_width = src_width; //源图像宽度
dma2d_memcpy_pfc.src_frame_height = src_height; //源图像高度
dma2d_memcpy_pfc.dst_frame_width = dst_width; //目标图像宽度
dma2d_memcpy_pfc.dst_frame_height = dst_height; //目标图像高度
dma2d_memcpy_pfc.src_frame_xpos = src_frame_xpos; //源图像起始拷贝或像素转换的x坐标
dma2d_memcpy_pfc.src_frame_ypos = src_frame_ypos; //源图像起始拷贝或像素转换的y坐标
dma2d_memcpy_pfc.dst_frame_xpos = dst_frame_xpos; //目标图像起始拷贝或像素转换的x坐标
dma2d_memcpy_pfc.dst_frame_ypos = dst_frame_ypos; //目标图像起始拷贝或像素转换的y坐标
dma2d_memcpy_pfc.input_red_blue_swap = 0; //源图像数据输入是否调换R/B
dma2d_memcpy_pfc.output_red_blue_swap = 0; //目标图像数据输入是否调换R/B
bk_dma2d_memcpy_or_pixel_convert(&dma2d_memcpy_pfc);
bk_dma2d_start_transfer();
6、DMA2D 按坐标配置进行融合(dma2d_demo.c)
配置示意图如下：
Figure 5. dma2d blend config by pos
如果输出的图像所占用的内存大小不超过前景或背景的内存大小, 输出的地址可以和前景背景共用，比如: 前景DMA2D_INPUT_RGB888, 背景DMA2D_INPUT_ARGB8888,输出DMA2D_OUTPUT_ARGB8888,那么输出的地址可以设置为背景地址. 反之, 如果前景DMA2D_INPUT_RGB888, 背景DMA2D_INPUT_RGB565,输出DMA2D_OUTPUT_RGB888, 则输出地址不能与背景复用.
使用例程如下:
input_fg_mode = DMA2D_INPUT_ARGB8888;
fg_pixel_byte = 4;
input_bg_mode = DMA2D_INPUT_RGB888;
bg_pixel_byte = 3;
output_mode = DMA2D_OUTPUT_ARGB8888;
out_pixel_byte = 4;
uint16_t xsize= DMA2D_XPIXE;
uint16_t ysize = DMA2D_YPIXE;
fg_alpha_mode= 1;
bg_alpha_mode = 1;
uint8_t fg_alpha_value= fg_alpha;
uint8_t bg_alpha_value = 0x80;
dma2d_offset_blend_t dma2d_config;
dma2d_config.pfg_addr = (char *)input_fg_addr;
dma2d_config.pbg_addr = (char *)input_bg_addr;
dma2d_config.pdst_addr = (char *)output_blend_addr;
dma2d_config.fg_color_mode = input_fg_mode;
dma2d_config.bg_color_mode = input_bg_mode;
dma2d_config.dst_color_mode = output_mode;
dma2d_config.fg_red_blue_swap = DMA2D_RB_REGULAR;
dma2d_config.bg_red_blue_swap = DMA2D_RB_REGULAR;
dma2d_config.dst_red_blue_swap = DMA2D_RB_REGULAR;
dma2d_config.fg_frame_width = fg_frame_width;
dma2d_config.fg_frame_height = fg_frame_height;
dma2d_config.bg_frame_width = bg_frame_width;
dma2d_config.bg_frame_height = bg_frame_height;
dma2d_config.dst_frame_width = dst_frame_width;
dma2d_config.dst_frame_height = dst_frame_height;
dma2d_config.fg_frame_xpos = fg_frame_xpos;
dma2d_config.fg_frame_ypos = fg_frame_ypos;
dma2d_config.bg_frame_xpos = bg_frame_xpos;
dma2d_config.bg_frame_ypos = bg_frame_ypos;
dma2d_config.dst_frame_xpos = dst_frame_xpos;
dma2d_config.dst_frame_ypos = dst_frame_ypos;
dma2d_config.fg_pixel_byte = fg_pixel_byte;
dma2d_config.bg_pixel_byte = bg_pixel_byte;
dma2d_config.dst_pixel_byte = out_pixel_byte;
dma2d_config.dma2d_width = xsize;
dma2d_config.dma2d_height = ysize;
dma2d_config.fg_alpha_mode = fg_alpha_mode;
dma2d_config.bg_alpha_mode = bg_alpha_mode;
dma2d_config.fg_alpha_value = fg_alpha_value;
dma2d_config.bg_alpha_value = bg_alpha_value;
bk_dma2d_offset_blend(&dma2d_config);
bk_dma2d_start_transfer();