S3C2440的LCD虚拟显示测试

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）： 

　　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： 

　　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);

我们再在这个基础上上移100个像素，左移50个像素，那么程序为：

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);