📚 课程目录第3章 DMA2D传输模式

DMA2D 传输模式：四种核心玩法

DMA2D 这玩意儿，说白了就是个专门干图像搬运和处理的硬件加速器。我刚开始接触的时候，总觉得它跟普通 DMA 差不多，后来才发现完全不是一回事。它内置了四种传输模式，每种模式解决一类特定问题。

嗯，咱们一个一个来看。

模式一：寄存器到内存（Register-to-Memory）

这个模式最简单，也最容易被忽略。它的作用是用一个固定的颜色值去填充一整块内存区域。

你可能会问：「这跟 memset 有什么区别？」

区别大了。memset 是 CPU 逐字节写，DMA2D 是硬件流水线操作。我在一个 800×480 的屏幕上做清屏测试，memset 大概要 3ms，DMA2D 寄存器到内存模式只需要 0.5ms。帧率一下子就上来了。

典型应用场景： 清屏、背景填充、纯色矩形绘制

配置要点：

源地址：直接填 NULL，因为数据来自寄存器
前景色寄存器（FGPFCCR）：设置你要填充的 ARGB 颜色值
目标地址：指向帧缓冲区的起始位置
传输大小：按像素数计算，不是字节数

// 寄存器到内存模式配置示例
DMA2D->CR = 0x00030000;        // 模式选择：寄存器到内存
DMA2D->FGPFCCR = 0xFF0000FF;   // 前景色：蓝色（ARGB）
DMA2D->OMAR = (uint32_t)fb_addr; // 目标地址：帧缓冲
DMA2D->NLR = (height << 16) | width; // 行数 | 每行像素数
DMA2D->CR |= 0x00000001;       // 启动传输

小技巧： 我习惯把常用颜色（黑、白、红、蓝）的寄存器配置做成宏定义，清屏时直接调用，省去每次计算颜色的麻烦。

模式二：内存到内存（Memory-to-Memory）

这个模式就是纯粹的图像搬运工。把一块内存区域的数据，原封不动地复制到另一块区域。

听起来跟 memcpy 一样？没错，功能上确实一样。但 DMA2D 的优势在于：

不占用 CPU 周期，CPU 可以去做别的事
传输速度比 CPU 快，尤其是大块数据
支持硬件双缓冲切换

我在做 LVGL 双缓冲显示时，就用这个模式来切换前后台缓冲。前台显示完了，后台画好了，一个 DMA2D 传输就把后台内容搬到前台，CPU 全程不用管。

// 内存到内存模式配置示例
DMA2D->CR = 0x00000000;        // 模式选择：内存到内存
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)src;  // 源地址
DMA2D->OMAR = (uint32_t)dst;   // 目标地址
DMA2D->FGOR = 0;               // 源偏移量（行尾到下一行首的像素数）
DMA2D->OOR = 0;                // 目标偏移量
DMA2D->NLR = (height << 16) | width;
DMA2D->CR |= 0x00000001;       // 启动

注意： 源地址和目标地址不能重叠。DMA2D 不像 CPU 的 memmove 能处理重叠区域，重叠会导致数据错乱。我踩过这个坑，调试了一下午才发现是地址重叠的问题。

模式三：内存到内存带像素格式转换（Memory-to-Memory with PFC）

这个模式是 DMA2D 的核心价值所在。它能在搬运图像的同时，完成像素格式的转换。

你想想看，LVGL 从外部存储（比如 SD 卡、Flash）加载图片时，图片可能是 RGB565 格式的，但你的帧缓冲是 ARGB8888 格式的。如果没有 DMA2D，你得用 CPU 逐像素转换，那效率... 嗯，画面卡顿是必然的。

DMA2D 的 PFC（Pixel Format Converter）模块，可以在一次传输中完成：

像素格式转换（RGB565 → ARGB8888、RGB888 → RGB565 等）
Alpha 通道处理（固定 Alpha、每像素 Alpha）
颜色空间转换（YUV ↔ RGB）
抖动处理（减少色彩带）

源格式	目标格式	典型场景
RGB565	ARGB8888	SD 卡图片加载到帧缓冲
RGB888	RGB565	节省帧缓冲空间
ARGB8888	RGB565	低端屏幕显示
L8（8位索引色）	ARGB8888	字体/图标渲染

// 内存到内存带格式转换配置示例
DMA2D->CR = 0x00010000;        // 模式选择：内存到内存带PFC
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)src;  // 源地址（RGB565图片）
DMA2D->OMAR = (uint32_t)dst;   // 目标地址（ARGB8888帧缓冲）

// 配置源格式：RGB565
DMA2D->FGPFCCR = (0x0C << 0);  // 像素格式：RGB565
DMA2D->FGOR = 0;               // 源行偏移

// 配置目标格式：ARGB8888
DMA2D->OPFCCR = (0x00 << 0);  // 像素格式：ARGB8888
DMA2D->OOR = 0;                // 目标行偏移

// 设置Alpha值（透明度）
DMA2D->FGPFCCR |= (0xFF << 24); // 固定Alpha = 255（不透明）

DMA2D->NLR = (height << 16) | width;
DMA2D->CR |= 0x00000001;       // 启动

  性能对比（800×480 图像，RGB565 → ARGB8888）：

  CPU 逐像素转换：约 12ms

  DMA2D 硬件转换：约 1.2ms

  性能提升：10 倍

模式四：内存到内存带颜色填充（Memory-to-Memory with Fill）

这个模式是模式一和模式二的结合体。它可以把一块内存区域的数据，叠加到一个固定的颜色背景上。

举个例子：你要在屏幕上显示一个带透明度的图标。图标本身是 ARGB 格式的，背景是纯色。DMA2D 可以在搬运图标数据的同时，把背景色填充进去，并且处理 Alpha 混合。

说白了，这就是硬件加速的「图像合成」操作。LVGL 的图层混合、窗口透明效果，底层就是靠这个模式实现的。

// 内存到内存带颜色填充配置示例
DMA2D->CR = 0x00020000;        // 模式选择：内存到内存带填充
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)src;  // 源地址（图标数据）
DMA2D->BGMAR = (uint32_t)bg;   // 背景地址（纯色背景）
DMA2D->OMAR = (uint32_t)dst;   // 目标地址（合成结果）

// 配置前景（图标）
DMA2D->FGPFCCR = (0x00 << 0);  // ARGB8888
DMA2D->FGOR = 0;

// 配置背景（纯色）
DMA2D->BGPFCCR = (0x00 << 0);  // ARGB8888
DMA2D->BGOR = 0;

// 配置目标
DMA2D->OPFCCR = (0x00 << 0);  // ARGB8888
DMA2D->OOR = 0;

DMA2D->NLR = (height << 16) | width;
DMA2D->CR |= 0x00000001;       // 启动

避坑指南： 我曾经在配置这个模式时，忘了设置背景色寄存器的 Alpha 值，结果合成出来的图像背景是透明的，跟预期完全不一样。记住：背景色寄存器（BGPFCCR）的 Alpha 位一定要设置成 0xFF，除非你真的想要透明背景。

四种模式对比总结

模式	功能	典型用途	性能等级
寄存器→内存	纯色填充	清屏、背景	★★★★★
内存→内存	数据搬运	缓冲切换、图像复制	★★★★☆
内存→内存+PFC	搬运+格式转换	图片加载、格式适配	★★★★★
内存→内存+填充	搬运+合成	图标渲染、图层混合	★★★★☆

嗯，四种模式讲完了。你可能会觉得有点多，但实际项目中常用的就两种：寄存器到内存（清屏）和内存到内存带 PFC（图片加载）。另外两个模式，等你需要做更复杂的图像处理时自然会用到。

  我的建议： 先吃透模式三（内存到内存带 PFC），因为 LVGL 外部存储加载图片的核心流程，就是靠这个模式把各种格式的图片转换成帧缓冲需要的格式。后面的章节会详细讲这个流程。