隨著越來越多用戶選擇i.MX RT系列芯片制作產(chǎn)品，產(chǎn)品的需求以及芯片的用法也越來越多。本文將介紹在i.MX RT平臺中，如何創(chuàng)建LVGL項目并將其運行在內(nèi)部SRAM而非SDRAM上。本文檔包含4個部分：通過GUI Guider生成LVGL工程；LVGL工程的FlexRAM內(nèi)存配置；修改工程配置使得程序運行；使用局部緩沖區(qū)節(jié)省SRAM空間。本文檔以IAR項目為例。

用GUI Guider生成VGL工程

GUI Guider是恩智浦推出的一款圖形用戶界面開發(fā)工具，在往期的加油站文章中，也有關(guān)于它的介紹，在此就不多做描述。讀者可以參考相關(guān)的文檔資料進行了解學(xué)習(xí)。GUI GUIDER

1.創(chuàng)建LVGL工程

打開GUI Guider v1.9.1 GA，創(chuàng)建兩個GUI Guider項目：一個LVGL v9項目，使用基于MIMXRT1170-EVKB和Rasberry Pi LCD顯示屏的數(shù)字儀表盤模板。一個LVGL v8項目，使用基于MIMXRT1050-EVKB和RK043FN66HS LCD顯示屏的數(shù)字儀表盤模板。以下是LVGL版本選擇的屏幕截圖。

2.根據(jù)你的設(shè)備修改工程配置

對于第一個RT1170-EVKB項目，無需修改GUI Guider中的配置。對于RT1050-EVKB項目，需要使用片內(nèi)SRAM來保存幀緩沖區(qū)。在GUI Guider工具中，點擊菜單上的“Project”按鈕打開設(shè)置頁面。窗口中可以看到一些項目設(shè)置。將“Frame Buffer Location”修改為SRAM，即可將緩沖區(qū)保存到內(nèi)部RAM中。

FlexRAM配置

FlexRAM是一種高度可配置且靈活的RAM存儲器陣列。該存儲器陣列包含多個存儲器組，每個存儲器組可獨立配置，以便由不同類型的接口訪問，例如I-TCM（指令緊密耦合存儲器）、D-TCM（數(shù)據(jù)緊密耦合存儲器）或AX（系統(tǒng)）。存儲器組可以用作ITCM、DTCM或OCRAM存儲器。本文檔將簡要介紹RT1170和RT10XX系列的FlexRAM靜態(tài)配置以及運行時配置。更改IOMUX_GPR_GPR17（在RT1170上，也包括IOMUX_GPR_GPR18）寄存器中定義的FLEXRAM_BANK_CFG字段的值。在設(shè)置IOMUX_GPR_GPR17/18的值之前，需要將IOMUXC_GPR_GPR16寄存器的FLEXRAM_BANK_CFG_SEL值設(shè)置為1，以啟用FlexRAM配置。設(shè)置FLEXRAM_BANK_CFG值來配置RAM類型：

?00：RAM組n未使用

?01：RAM組n為OCRAM

?10：RAM組n為DTCM

?11：RAM組n為ITCM

1.i.MX RT芯片F(xiàn)lexRAM配置

不同的i.MX RT芯片具有不同的內(nèi)存容量，因此每個芯片可配置的FlexRAM大小也不同。下表列出了不同i.MX RT芯片的FlexRAM信息。

對于i.MX RT1170，系統(tǒng)內(nèi)存映射如下所示。i.MX RT1170 SRAM的默認配置如下表所示：

2.FlexRAM靜態(tài)配置

芯片通過POR上電后，i.MX RT會從eFuse中檢查FlexRAM組的值，以確定FlexRAM的分配。

OCRAM的最小配置為64KB。這是因為ROM代碼的執(zhí)行至少需要64 KB的RAM。OCRAM的最小配置要求可能因設(shè)備而異。

本文檔不使用靜態(tài)配置方法，因此這里不再詳細介紹靜態(tài)配置。

3.FlexRAM動態(tài)配置

FlexRAM也可以通過在運行時更改IOMUXC_GPR寄存器的值來配置。首先，將IOMUXC_GPR_GPR16寄存器中定義的FLEXRAM_BANK_CFG_SEL位置1。然后，可以通過IOMUXC_GPR_GPR17（在RT1170上，還有IOMUXC_GPR_GPR18）寄存器中FLEXRAM_BANK_CFG的值來配置FlexRAM的大小。運行時配置比靜態(tài)配置有兩個優(yōu)勢：在靜態(tài)配置中，eFUse只能燒寫一次，而FlexRAM配置無法多次調(diào)整；eFuse中只有4/6位配置位，不會窮盡所有FlexRAM Bank組合。

3.1確定FlexRAM的分配

首先，通過IOMUXC_GPR17（以及RT1170中的IOMUXC_GPR18）寄存器的FLEXRAM_BANK_CFG位，可以自由指定每個Bank的最終形態(tài)（ITCM/DTCM/OCRAM）。以下是FLEXRAM_BANK_CFG（i.MX RT1170芯片）的說明。

FlexRAM bank configuration GPR17 of RT1170

FlexRAM bank configuration GPR18 of RT1170

3.2使能動態(tài)配置

分配好FlexRAM Bank后，將IOMUXC_GPR16寄存器中的FLEXRAM_BANK_CFG_SET設(shè)置為1，F(xiàn)LEXRAM_BANK_CFG指定的配置就會立即生效。

FlexRAM bank configuration GPR16 of RT1170

在片內(nèi)RAM中運行LVGL工程

現(xiàn)在基于MIMXRT1170-EVKB創(chuàng)建了LVGL工程（2個全尺寸幀緩沖區(qū)），并介紹了配置FlexRAM的方法，下面是使項目在內(nèi)部RAM而非外部SDRAM上運行的步驟。

1.在startup文件中配置FlexRAM

本工程中，所有內(nèi)部RAM均配置為OCRAM，D-TCM和 I-TCM的大小均設(shè)置為0。此存儲設(shè)置僅用于演示如何將所有程序都放入內(nèi)部RAM，速度可能并非最快。打開“startup_MIMXRT1176_cm7.s”，并在“SystemInit”之前添加配置代碼。參見以下代碼：

Reset_Handler
CPSID I        ;Maskinterrupts
LDR  R0, =0xE000ED08
LDR  R1, =__vector_table
STR  R1, [R0]
LDR  R2, [R1]
MSR  MSP,R2

/*FlexRam Configuration*///OCRAM = 512KB, DTCM = 0KB ,ITCM = 0KB,
ldr  R0,=0x400E4040//gpr16 Enable FLEXRAM_BANK_CFG
ldr  R1,=0x0000AA07
str  R1,[R0]
ldr  R0,=0x400E4044//gpr17 0:15
ldr  R1,=0x00005555
str  R1,[R0]
ldr  R0,=0x400E4048//gpr18 0:15
ldr  R1,=0x00005555
str  R1,[R0]

LDR  R0, =SystemInit
BLX  R0
CPSIE I        ;Unmaskinterrupts
LDR  R0, =__iar_program_start
BX  R0

現(xiàn)在OCRAM大小設(shè)置為2MB。保存更改，F(xiàn)lexRAM配置將在項目運行時生效。

2.修改鏈接文件

GUI Guider生成的基于i.MX RT芯片的LVGL工程默認存儲在Nor Flash和SDRAM中。在工程選項中打開Linker File，刪除其他data region，只保留1個data region。將整個OCRAM設(shè)置為data region。只保留data region配置，刪除其他配置。參見以下代碼：

/*
define symbol m_interrupts_ram_start = 0x20200000;
define symbol m_interrupts_ram_end = 0x20200000 + __ram_vector_table_offset__;
define symbol m_data_start = m_interrupts_ram_start + __ram_vector_table_size__;
define symbol m_data_end = 0x203FFFFF;
*/
definesymbolm_data_start =0x20240000;
definesymbolm_data_end =0x203EFFFF;
definesymbolm_ncache_start =0x203F0000;
definesymbolm_ncache_end =0x203FFFFF;
…
define exportedsymbol__VECTOR_TABLE = m_interrupts_start;
//define exported symbol __VECTOR_RAM = isdefinedsymbol(__ram_vector_table__) ? m_interrupts_ram_start : m_interrupts_start;
define exportedsymbol__VECTOR_RAM = m_interrupts_start;
define exportedsymbol__RAM_VECTOR_TABLE_SIZE =0x0;
define memory memwithsize = 4G;
define region TEXT_region =mem:[fromm_interrupts_start to m_interrupts_end]
|mem:[fromm_text_start to m_text_end];
define region DATA_region =mem:[fromm_data_start to m_data_end-__size_cstack__];
define region CSTACK_region =mem:[fromm_data_end-__size_cstack__+1to m_data_end];
define region NCACHE_region =mem:[fromm_ncache_start to m_ncache_end];
…

在GUI Guider生成的項目中，LVGL內(nèi)存大小默認設(shè)置為2MB。通常項目不需要這么大的內(nèi)存。因此，此處將LV_MEM_SIZE改為80kB，以節(jié)省SRAM。

/*Size of the memory available for `lv_malloc()` in bytes (>= 2kB)*/

#defineLV_MEM_SIZE (80U * 1024U)

4.編譯運行工程

保存更改并構(gòu)建項目，查看“l(fā)vgl_guider_cm7.map”文件。內(nèi)存占用大小顯示在底部。

203'063 bytes of readonlycode memory

7'351'345 bytes of readonlydata memory

1'753'889 bytes of readwrite data memory

將其下載到開發(fā)板，工程將成功運行。

局部緩沖區(qū)刷新

另一個基于MIMXRT1050-EVKB的LVGL v8項目使用局部緩沖區(qū)刷新來節(jié)省SRAM空間。將緩沖區(qū)位置配置到SRAM中，生成的項目將在內(nèi)部SRAM而非外部SDRAM上運行。

在“l(fā)vgl_support.c”文件中，如果啟用宏“FB_USE_SRAM”，則會創(chuàng)建兩個不同大小的幀緩沖區(qū)：一個全尺寸緩沖區(qū)和一個部分尺寸緩沖區(qū)。

#ifFB_USE_SRAM
#defineDRAW_BUF_HEIGHT (LCD_HEIGHT / 5)
#defineDEMO_DB_SIZE LCD_WIDTH * DRAW_BUF_HEIGHT * LCD_FB_BYTE_PER_PIXEL
SDK_ALIGN(__attribute__((section("FrameBuffer")))staticuint8_ts_frameBuffer[1][DEMO_FB_SIZE], DEMO_FB_ALIGN);
SDK_ALIGN(__attribute__((section("DrawBuffer")))staticuint8_ts_lvglBuffer[DEMO_DB_SIZE], DEMO_FB_ALIGN);
#else
SDK_ALIGN(staticuint8_ts_frameBuffer[2][DEMO_FB_SIZE], DEMO_FB_ALIGN);
#endif

緩沖區(qū)初始化也不一樣。

#ifFB_USE_SRAM
lv_disp_draw_buf_init(&disp_buf, s_lvglBuffer,NULL, LCD_WIDTH * DRAW_BUF_HEIGHT);
#else
lv_disp_draw_buf_init(&disp_buf, s_frameBuffer[0], s_frameBuffer[1], LCD_WIDTH * LCD_HEIGHT);
#endif
…
/* Partial refresh */
#ifFB_USE_SRAM
disp_drv.full_refresh =0;
#else
disp_drv.full_refresh =1;
#endif

Flush方式是更新改變的區(qū)域。

#ifFB_USE_SRAM
staticvoidDEMO_WaitVsync(lv_disp_drv_t*disp_drv)
{
s_framePending =true;
#ifdefined(SDK_OS_FREE_RTOS)
if(xSemaphoreTake(s_frameSema, portMAX_DELAY) != pdTRUE)
{
PRINTF("Display flush failed
");
assert(0);
}
#else
while(s_framePending)
{
}
#endif
}
staticvoidcopy_area(constlv_area_t*area,lv_color_t*color_p,uint8_t*fb,uint32_tfbStrideBytes)
{
uint32_ty;
uint32_tareaWidth =lv_area_get_width(area);
fb += (area->y1 * fbStrideBytes + area->x1 *sizeof(lv_color_t));
for(y = area->y1; y <= area->y2; y++)
{
lv_memcpy(fb, color_p, areaWidth *sizeof(lv_color_t));
fb += fbStrideBytes;
color_p += areaWidth;
}
}
staticvoidDEMO_FlushDisplay(lv_disp_drv_t*disp_drv,constlv_area_t*area,lv_color_t*color_p)
{
/* Wait VSYNC for each small update. */
DEMO_WaitVsync(disp_drv);
/* Copy data from draw buffer to frame buffer. */
copy_area(area, color_p, (uint8_t*) s_frameBuffer, LCD_WIDTH * LCD_FB_BYTE_PER_PIXEL);
SCB_CleanInvalidateDCache();
lv_disp_flush_ready(disp_drv);
}
#else
staticvoidDEMO_FlushDisplay(lv_disp_drv_t*disp_drv,constlv_area_t*area,lv_color_t*color_p)
{
DCACHE_CleanInvalidateByRange((uint32_t)color_p, DEMO_FB_SIZE);
ELCDIF_SetNextBufferAddr(LCDIF, (uint32_t)color_p);
s_framePending =true;
#ifdefined(SDK_OS_FREE_RTOS)
if(xSemaphoreTake(s_frameSema, portMAX_DELAY) == pdTRUE)
{
/* IMPORTANT!!!
* Inform the graphics library that you are ready with the flushing*/
lv_disp_flush_ready(disp_drv);
}
else
{
PRINTF("Display flush failed
");
assert(0);
}
#else
while(s_framePending)
{
}
/* IMPORTANT!!!
* Inform the graphics library that you are ready with the flushing*/
lv_disp_flush_ready(disp_drv);
#endif
}
#endif

通過修改鏈接器文件，我們可以將“DrawBuffer”和“FrameBuffer”放入SRAM中，這些緩沖區(qū)的大小將遠小于兩個全尺寸緩沖區(qū)。因此，LVGL項目可以在內(nèi)部RAM上運行。

小結(jié)

本文介紹了如何使基于i.MX RT芯片的LVGL工程在內(nèi)部RAM上運行而不是外部SDRAM。一種方法是使用FlexRAM擴展OCRAM的大小，以便獲得連續(xù)的RAM來存儲緩沖區(qū)。另一種方法是使用部分緩沖區(qū)而不是全尺寸緩沖區(qū)，這樣可以節(jié)省SRAM。