良许Linux教程网 干货合集 如何在MDK中部署LVGL？

如何在MDK中部署LVGL？

作者: 良许 288阅读 0评论

  • LVGL在2月份推出了LVGL9，随后在3月19日发布了首个维护更新版本v9.1.0。同时，LVGL8也迎来了更加稳定的升级版本v8.4.0。对于那些愿意尝试新事物的人来说，现在是尝试LVGL9的时机，因为风险相对较小，这是一个不错的选择。

  • 与LVGL8相比，LVGL9在设计理念上有了一些重要的调整：

    • 从过去追求小巧主要，性能次要的策略，转变为追求图形性能为主，资源消耗为辅。这种调整与MCU发展趋势中资源日益丰富的情况相适应。

    • 在2D GPU的支持方面，LVGL9做了重要的改进：

      • 从过去的等待硬件加速器完成操作，到现在的让CPU与GPU可以完全并行操作。

      • 从过去只能连接一个2D加速方式，到现在理论上可以同时支持多个硬件加速方法，包括但不限于DMA2D、2D GPU、以Helium和NEON为代表的SIMD加速，以及专门用于图形处理的处理器内核。

      • LVGL8只能选择在Arm-2D（Helium加速）和2D GPU加速之间进行二选一，而LVGL9则允许Arm-2D（Helium加速）和2D GPU同时存在，并使用Arm-2D（Helium）为2D GPU提供支持。换句话说，LVGL9允许将2D GPU做不了的事情交给Helium加速后的软件去处理。

      • 过去为LVGL8提供加速需要进行“开膛破肚”、“极其暴力”的魔改，几乎不可能实现最佳效果。而LVGL9则提供了全新的LVGL Intrinsics机制，通过这些宏可以简单、有针对性地为指定的2D操作提供加速。

      • LVGL8允许用户通过设定颜色深度（LV_COLOR_DEPTH）来指定内核所使用的颜色格式（16bit对应RGB565）；而在LVGL9中，LV_COLOR_DEPTH只指定用户屏幕所使用的颜色，内核为了追求性能统一使用ARGB8888作为颜色格式。换句话说，在运行时刻，LVGL9的内核流水线会首先将资源文件转换为ARGB8888格式后再进行统一处理；同样，处理好的显示缓冲也会在送往LCD进行刷新前，转换成用户指定的颜色格式。

其它修改还包括“缩写风格”、“API名称”、“包括颜色格式在内的常见的枚举名称”、Benchmark****的官方跑分算法、Widgets Demo的内容等等，这里就不一一列举。详情请参考官方文档，这里就不再赘述。

https://github.com/lvgl/lvgl/blob/master/docs/README_zh.rst

关于LVGLv8.4.x，它是 LVGL8 的维护性更新——只做了一些修修补补的工作——API保持不变，用LVGL做产品的小伙伴可以放心食用。

本文将着重介绍MDK环境下使用LVGL9 cmsis-pack的部署方法，正片开始：

【如何获取 LVGL cmsis-pack】

1、用户可以通过LVGL在Github的仓库直接下载：

https://github.com/lvgl/lvgl/raw/v9.1.0/env_support/cmsis-pack/LVGL.lvgl.9.1.0.pack

2、关注公众号【裸机思维】后，发送消息“LVGL”获取网盘链接。

3、用户也直接通过MDK的Pack-Installer进行直接安装，就像lwIP那样：

image-20240402205202699
image-20240402205202699

无论采用哪种方法，一旦完成安装，以后就可以通过Pack-Installer来获取最新版本啦。

【如何在MDK中部署LVGL】

步骤一：配置RTE

在MDK中通过菜单 Project->Manage->Run-Time Enviroment 打开RTE配置窗口：

image-20240402205207589
image-20240402205207589

在RTE配置界面中找到LVGL（确保下拉列表中选中的是LVGL9），将其展开：

image-20240402205211612
image-20240402205211612

与其它平台下部署LVGL不同，cmsis-pack允许大家像点菜那样只将所需的模块（或者功能）加入到工程中。值得注意的是：

  • 这里必点的是“Essential”，它是LVGL的核心服务。
  • 如果你的系统中使用了RTOS，则推荐在OS Abstraction Layer的下拉列表中选择勾选对应的OS支持：
image-20240402205216511
image-20240402205216511

如果列表中没有你所使用的OS，则可以勾选 User Custom。此时，一个空白的移植模板将会加入你的工程。

image-20240402205218868
image-20240402205218868
  • LVGL9还针对常见的硬件平台提供了现成的驱动支持，通过Display 下拉列表，我们可以轻松的获取对应的支持——免去移植的烦恼：
image-20240402205221768
image-20240402205221768
  • 如果Display列表中没有我们所需的驱动，或者我们希望自己动手完成移植，则可以通过“Porting”来添加移植所需的模板：
image-20240402205225265
image-20240402205225265

单击“OK”关闭RTE配置窗口，我们会看到LVGL已经被加入到工程列表中了：

image-20240402205228718
image-20240402205228718

此时，我们就已经可以成功编译了。

image-20240402205231970
image-20240402205231970

步骤二：配置LVGL

将LVGL展开，找到配置头文件 lv_conf_cmsis.h：

image-20240402205235184
image-20240402205235184

该文件其实就是LVGL官方移植文档中所提到的lv_conf.h，它是基于*lv_conf_template.h* 修改而来。值得说明的是，一些模块的开关宏都被删除了，例如：

LV_USE_DRAW_PXP
LV_USE_DRAW_DAVE2D
……

这是因为，当我们在RTE配置窗口中勾选对应选项时，cmsis-pack就会自动把对应的宏定义加入到 RTE_Components.h 里——换句话说，再也不用我们手动添加啦！

image-20240402205253954
image-20240402205253954
image-20240402205257272
image-20240402205257272

其它对LVGL的配置，请参考官方文档，这里就不再赘述。

步骤三：使用模板进行移植

当我们在RTE中选择了porting下的模块后，对应的移植模板会被加入到工程列表中。

image-20240402205300147
image-20240402205300147

它们是可以编辑的，保存在当前工程的RTE/LVGL目录中。

image-20240402205304244
image-20240402205304244

这些模板极大的简化了我们的驱动移植过程，下面，我们将以lv_port_disp_template为例，为大家介绍这些模板的使用方法：

1、打开 lv_port_disp_template.h，将开头处 #if 0 修改为 #if 1，使整个头文件生效：

image-20240402205307103
image-20240402205307103

2、打开 lv_port_disp_template.c，将开头处 #if 0 修改为 #if 1，使整个远文件生效。

image-20240402205310176
image-20240402205310176

4、根据官方 porting 文档的指导，根据你的硬件实际情况，在三种缓冲模式中做出选择：

image-20240402205314172
image-20240402205314172

需要特别强调的是：如果你的系统没有 DMA或者替用户完成Frame Buffer刷新的专门LCD控制器，那么双缓冲其实是没有意义的（因为无论如何都是CPU在干活，因此不会比单缓冲模式有任何性能上的本质不同）。

5、找到 disp_init() 函数，并在其中添加LCD的初始化代码。 该函数会被 lv_port_disp_init() 调用。

6、找到 **disp_flush()**函数，并根据你的硬件实际情况，将其改写。比如这是使用 GLCD_DrawBitmap进行实现的参考代码：

/*Flush the content of the internal buffer the specific area on the display.
 *`px_map` contains the rendered image as raw pixel map and it should be copied to `area` on the display.
 *You can use DMA or any hardware acceleration to do this operation in the background but
 *'lv_display_flush_ready()' has to be called when it's finished.*/
static void disp_flush(lv_display_t * disp_drv, const lv_area_t * area, uint8_t * px_map)
{

    if (disp_flush_enabled) {

        do {
            lv_color_format_t color_format = lv_display_get_color_format(disp_drv);
            int32_t width = area->x2 - area->x1 + 1;
            int32_t height = area->y2 - area->y1 + 1;
            int32_t stride = lv_draw_buf_width_to_stride( width, color_format);
            width *= lv_color_format_get_bpp(color_format) >> 3;
            
            if (width == stride) {
                break;
            }
            
            uint8_t *src_ptr = px_map;
            uint8_t *des_ptr = px_map;
             
            for (int y = 0; y x1,               //!y1,               //!x2 - area->x1 + 1,    //!y2 - area->y1 + 1,    //!

GLCD_DrawBitmap 用于将给定的显示缓冲区刷新到LCD，其函数原型如下：

/**
  \fn          int32_t GLCD_DrawBitmap (uint32_t x, uint32_t y, uint32_t width, uint32_t height, const uint8_t *bitmap)
  \brief       Draw bitmap (bitmap from BMP file without header)
  \param[in]   x      Start x position in pixels (0 = left corner)
  \param[in]   y      Start y position in pixels (0 = upper corner)
  \param[in]   width  Bitmap width in pixels
  \param[in]   height Bitmap height in pixels
  \param[in]   bitmap Bitmap data
  \returns
   - \b  0: function succeeded
   - \b -1: function failed
*/
int32_t GLCD_DrawBitmap (uint32_t x, 
                         uint32_t y, 
                         uint32_t width, 
                         uint32_t height, 
                         const uint8_t *bitmap)

这里，5个参数之间的关系如下图所示：

image-20240402205337847
image-20240402205337847

简单来说，这个函数就是把 bitmap 指针所指向的“连续存储区域” 中保存的像素信息拷贝到LCD的一个指定矩形区域内，这一矩形区域由位置信息（x,y）和体积信息（**width*，height***）共同确定。

很多LCD都支持一个叫做“操作窗口”的概念，这里的窗口其实就是上图中的矩形区域——一旦你通过指令设置好了窗口，随后连续写入的像素就会被依次自动填充到指定的矩形区域内（而无需用户去考虑何时进行折行的问题）。

此外，如果你有幸使用带LCD控制器的芯片——LCD的显示缓冲区被直接映射到Cortex-M芯片的4GB地址空间中，则我们可以使用简单的存储器读写操作来实现上述函数，以STM32F746G-Discovery开发板为例：

//! STM32F746G-Discovery
#define GLCD_WIDTH     480
#define GLCD_HEIGHT    272

#define LCD_DB_ADDR   0xC0000000
#define LCD_DB_PTR    ((volatile uint16_t *)LCD_DB_ADDR)

int32_t GLCD_DrawBitmap (uint32_t x, 
                         uint32_t y, 
                         uint32_t width, 
                         uint32_t height, 
                         const uint8_t *bitmap) 
{
    volatile uint16_t *phwDes = LCD_DB_PTR + y * GLCD_WIDTH + x;
    const uint16_t *phwSrc = (const uint16_t *)bitmap;
    for (int_fast16_t i = 0; i return 0;
}

7、在 main.c 中加入对 lv_port_disp_template.h 的引用：

#include "lv_port_disp_template.h"

8、在**main()**函数中对LVGL进行初始化：

int main(void)
{
    ...
    lv_init();
    lv_port_disp_init();
    ...
    while(1) {
        
    }   
}

至此，我们就完成了LVGL在MDK工程的部署。是不是特别简单？

image-20240402205356408
image-20240402205356408

【时间相关的移植】

根据官方移植文档的要求，我们实际上还需要让 lvgl 知道从复位开始经历了多少毫秒。

依据平台的不同，小伙伴们当然有自己的解决方案。这里，我推荐一个MDK环境下基于perf_counter的方案，它更通用，也更简单。关于它的使用文章，小伙伴可以参考《【喂到嘴边了的模块】超级嵌入式系统“性能/时间”工具箱》，这里就不再赘述。

步骤一：获取 perf_counter 的cmsis-pack

关注公众号【裸机思维】后，向后台发送关键字“perf_counter” 获取对应的cmsis-pack网盘链接。下载后安装。

步骤二：在工程中部署 perf_counter

打开RTE配置窗口，找到 Utilities 后展开，选中 perf_counter的 Core：

需要说明的是，无论你用不用操作系统，这里关于各类操作系统的 Patch 你即便不选择也能正常工作，不必担心。单击OK后即完成了部署。

在main()函数中初始化 perf_counter（别忘记添加对头文件 perf_counter.h 的包含）：

#include "perf_counter.h"

int main(void)
{
    /* 配置 MCU 的系统时钟频率 */
    
    /* 重要：更新 SystemCoreClock 变量 */
    SystemCoreClockUpdate(); 
    
    /* 初始化 perf_counter */
    init_cycle_counter(true);
    ...
    while(1) {
    }
    ...
}

需要特别说明的是：

  • 调用 init_cycle_counter() 之前，最好通过 SystemCoreClockUpdate() 来将当前的系统频率更新到关键全局变量 SystemCoreClock 上。你当然也可以自己用赋值语句来做，比如：

extern uint32_t SystemCoreClock;
SystemCoreClock = 72000000ul;  /* 72MHz */
  • 如果你已经有应用或者RTOS占用了SysTick（一般都是这样），则应该将 true 传递给 init_cycle_counter() 作为参数——告诉 perf_counter SysTick已经被占用了；反之则应该传递 false，此时 perf_counter 会用最大值 0x00FFFFFF来初始化SysTick。

*步骤三：更新超级循环*

最新版本的LVGL为用户提供了一个全新的方式来周期性的刷新 LVGL任务函数：lv_timer_periodic_handler()。无论是裸机还是RTOS环境，你都可以简单的将其插入超级循环中——LVGL就会以LV_DEF_REFR_PERIOD指定的毫秒数为间隔刷新LVGL的任务函数，例如：

int main(void)
{
    ...
    lv_init();
    lv_port_disp_init();
    lv_port_indev_init();
    ...
    while(1) {
        lv_timer_periodic_handler();
    }
    
}

**
**

**
**

【跑分从未如此简单】

完成移植后，也许你会急于想知道当前环境下自己的平台能跑出怎样的帧率吧？别着急，LVGL的cmsis-pack已经为您最好了准备。打开RTE配置窗口，勾选benchmark****：

image-20240402205421785
image-20240402205421785

由于缺少依赖的组件，Benchmark会出现橙色警告。此时，只要单击左下角的“Resolve”按钮，系统就会自动添加Benchmark所依赖的组件：

image-20240402205425422
image-20240402205425422

问题顺利解决！

在 main.c 中加入对 lv_demo_benchmark.h 的“间接”引用：

#include "demos/lv_demos.h"

在 LVGL 初始化代码后，加入benchmark 无脑入口函数：

int main(void)
{
    lv_init();
    lv_port_disp_init();
    
#if LV_USE_DEMO_BENCHMARK
    lv_demo_benchmark();
#endif
    
    while(1) {
        lv_timer_periodic_handler(5);
    }
    
}

编译，运行，走起：

image-20240402205440988
image-20240402205440988
image-20240402205438574
image-20240402205438574

奇怪？为什么统计结果是 N/A呢？这是因为LVGL9默认情况下并未开启对性能的统计，而屏幕上方“ LV_USE_PERF_MONITOR is not enabled ”的提示也印证了这一点。

打开lv_conf_cmsis.h，找到位于 Others 配置段的 LV_USE_SYSMON和LV_USE_PERF_MONITOR，将他们设置为1即可。

image-20240402205443880
image-20240402205443880

再次编译运行，就一切正常了：

image-20240402205446880
image-20240402205446880

（注意，上图为LVGL9在FVP中仿真的效果，不代表实际性能）

image-20240402205449482
image-20240402205449482

【跑Widgets Demo从未如此简单】

完成移植后，如果你急于想知道当前环境下自己的平台能跑出怎样的效果，不妨试试官方提供的Widgets Demo。打开RTE配置窗口，勾选 Demos:Widgets****：

image-20240402205453305
image-20240402205453305

在 main.c 中加入对 lv_demo_widgets.h 的“间接”引用：

#include "demos/lv_demos.h"

在 LVGL 初始化代码后，加入 Demo Widgets 的无脑入口函数：

int main(void)
{

    lv_init();
    lv_port_disp_init();
    
#if LV_USE_DEMO_BENCHMARK
    lv_demo_benchmark();
#endif
    
#if LV_USE_DEMO_WIDGETS
    lv_demo_widgets();
#endif

    while(1) {
        lv_timer_periodic_handler(5);
    }
    
}

需要特别注意的是：要跑这个Demo，Stack（栈）不能小于 4K，切记，切记！

编译，运行，走起：

image-20240402205513009
image-20240402205513009

【说在后面的话】

最后，对在MDK中用cmsis-pack来部署LVGL的过程感到好奇，但又想有个参考的小伙伴，可以关注下面这个开源项目（也是我负责维护的）：

https://github.com/lvgl/lv_port_an547_cm55_sim

按照readme的教程，你甚至不需要硬件就可以在MDK中免费模拟一个Arm开发板来跑LVGL。加之最近MDK为非商业应用场景提供了几乎没有什么限制的社区版，大家已经可以挺直腰板白嫖MDK啦。

此外，如果你是Raspberry Pi Pico的爱好者，还可以参考这个官方仓库（“又”是我维护的哦）：

https://github.com/lvgl/lv_port_raspberry_pi_pico_mdk

以上就是良许教程网为各位朋友分享的Linu系统相关内容。想要了解更多Linux相关知识记得关注公众号“良许Linux”，或扫描下方二维码进行关注，更多干货等着你 ！

137e00002230ad9f26e78-265x300
本文由 良许Linux教程网 发布，可自由转载、引用，但需署名作者且注明文章出处。如转载至微信公众号，请在文末添加作者公众号二维码。
打赏 3赞
标签:
良许

作者: 良许

良许，世界500强企业Linux开发工程师，公众号【良许Linux】的作者，全网拥有超30W粉丝。个人标签：创业者，CSDN学院讲师，副业达人，流量玩家，摄影爱好者。
上一篇
下一篇

相关推荐

发表评论

联系我们

联系我们

公众号：良许Linux

在线咨询: QQ交谈

邮箱: yychuyu@163.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

关注微博
返回顶部