1、DMA2D模塊基礎知識

DMA2D是專用于圖像處理的專業DMA。特別是刷單色屏，刷圖片，刷Alpha（透明）混合效果全靠它，而且可以大大降低CPU利用率。

DMA2D主要實現了兩個功能，一個是DMA數據傳輸功能，另一個是2D圖形加速功能。

DMA數據傳輸

主要是兩種方式，一個是寄存器到存儲器，另一個是存儲器到存儲器。通過DMA可以大大降低CPU的利用率。

2D圖形加速功能

支持硬件的顏色格式轉換和Alpha混合效果。DMA2D可在以下四種模式下工作：

·寄存器到存儲器

·存儲器到存儲器

·存儲器到存儲器并執行像素格式轉換

·存儲器到存儲器并執行像素格式轉換和混合

△DMA2D模塊結構框示意圖

2、DMA2D前景層FIFO和背景層FIFO

DMA2D前景層FIFO和背景層FIFO獲取要復制和/或處理的輸入數據。這些FIFO根據相應像素格式轉換器PFC中定義的顏色格式獲取像素。

通過如下一組寄存器對它們進行編程：

·DMA2D前景層存儲器地址寄存器(FGMAR)

·DMA2D前景層偏移寄存器(FGOR)

·DMA2D背景層存儲器地址寄存器 (BGMAR)

·DMA2D背景層偏移寄存器 (BGOR)

·DMA2D行數寄存器（行數和每行像素數）(NLR)

DMA2D在寄存器到存儲器模式下工作時，不激活任何FIFO。

DMA2D在存儲器到存儲器模式下工作時（無像素格式轉換和混合操作），僅激活FG FIFO，并將其用作緩沖區。

DMA2D在存儲器到存儲器模式下工作時并支持像素格式轉換時（無混合操作），不會激活BG FIFO。

3、DMA2D 前景層和背景層像素格式轉換器

DMA2D前景層和背景層像素格式轉換器 (PFC)執行像素格式轉換，以生成每像素32位的值。PFC還能夠修改alpha通道。

轉換器在第一階段轉換顏色格式。前景層像素和背景層像素的原始顏色格式分別通過 FGPFCCR和BGPFCCR的CFMT [3:0] 位來配置。

顏色格式的編碼方式如下：

·Alpha 值字段：透明【0xFF 值對應不透明像素，0x00 對應透明像素】

·R 字段代表紅色

·G 字段代表綠色

·B 字段代表藍色

如果原始格式不包括alpha通道，則會自動將alpha值設為0xFF（不透明）。通過ARGB8888模式支持按32位對齊24位RGB888。

生成32位值后，即可根據FGPFCCR/ BGPFCCR寄存器的AMODE [1:0]字段修改alpha 通道。

Alpha通道可以：

·保持不變（不做修改）

·替換為FGPFCCR/BGPFCCR的ALPHA[7:0]值

·換為原始alpha值與FGPFCCR/BGPFCCR的ALPHA [7:0]值的乘積除以255所得商。

4、DMA2D混合器

DMA2D混合器成對混合源像素以計算結果像素。

混合將按以下公式執行：

混合器不需要任何配置寄存器。是否使用混合器取決于CR寄存器的MODE[1:0]字段中定義的DMA2D工作模式。

5、DMA2D輸出PFC

輸出PFC將像素格式從32位轉換為指定的輸出格式，輸出格式在DMA2D輸出像素格式轉換器配置寄存器 (OPFCCR)的CFMT [2:0]字段中定義。

6、DMA2D輸出FIFO

輸出FIFO根據輸出PFC中定義的顏色格式對像素進行編程。

通過如下一組寄存器定義目標區域：

·DMA2D輸出存儲器地址寄存器 (OMAR)

·DMA2D輸出偏移寄存器 (OOR)

·DMA2D行數寄存器（行數和每行像素數）(NLR)

如果DMA2D在寄存器到存儲器模式下工作，則配置的輸出矩形將以DMA2D輸出顏色寄存器 (OCOLOR)中指定的顏色填充。

7、DMA2D配置

DMA2D可在以下四種模式下工作，通過CR寄存器的MODE[1:0]位選擇工作模式：

·寄存器到存儲器

·存儲器到存儲器

·存儲器到存儲器并執行PFC

·存儲器到存儲器并執行PFC和混合

寄存器到存儲器

寄存器到存儲器模式用于以預定義顏色填充用戶自定義區域。顏色格式在OPFCCR中設置。

DMA2D不從任何源獲取數據。它只將OCOLOR寄存器中定義的顏色寫入通過OMAR 尋址以及NLR和OOR定義的區域。

存儲器到存儲器

在存儲器到存儲器模式下，DMA2D不執行任何圖形數據轉換。前景層輸入FIFO充當緩沖區，數據從FGMAR中定義的源存儲單元傳輸到OMAR尋址的目標存儲單元。

FGPFCCR寄存器的CFMT [3:0]位中編程的顏色模式決定輸入和輸出的每像素位數。

對于要傳輸的區域大小，源區域大小由NLR和FGOR寄存器定義，目標區域大小則由 NLR和OOR寄存器定義。

存儲器到存儲器并執行PFC

此模式下，DMA2D對源數據執行像素格式轉換并將結果存儲在目標存儲單元。

對于要傳輸的區域大小，源區域大小由NLR和FGOR寄存器定義，目標區域大小則由 NLR和OOR寄存器定義。

從FGMAR寄存器定義的位置獲取數據，并由前景層PFC進行處理。原始像素格式通過 FGPFCCR寄存器配置。

在顏色轉換執行期間，可根據FGPFCCR寄存器中編程的值添加或更改alpha值。如果原始圖像沒有alpha通道，則會自動添加一個默認的alpha值0xFF以獲得完全不透明的像素。

可根據FGPFCCR寄存器的AMODE [1:0]位修改alpha值：

·保持不變

·替換為FGPFCCR寄存器的ALPHA[7:0]值中定義的值

·替換為原始值與FGPFCCR寄存器的ALPHA[7:0]值的乘積除以255所得商

結果得到的32位數據由OUT PFC編碼成OPFCCR寄存器的CFMT [2:0]字段所指定的格式。數據經處理后，將寫入OMAR尋址的目標存儲單元。

DMA數據傳輸

此模式下，將在前景層FIFO和背景層FIFO（分別在FGMAR和BGMAR中定義）獲取兩個源圖像。

必須按存儲器到存儲器模式中所述配置兩個像素格式轉換器。由于這兩個像素格式轉換器各自獨立，因此其配置可以不同。在每個像素都通過相應的PFC轉換為32位后，將根據上述公式進行混合：輸出PFC將根據指定的輸出格式對得到的32位像素值進行編碼，并且編碼數據將寫入OMAR尋址的目標存儲單元。

來源：華芯微特32位MCU