2025.11.18 经验分享会-上海实邦电子科技有限公司

2025.11.18 经验分享会

2025/11/28 15:41:00 点击：

2025年11月18日下午，上海实邦电子科技有限公司开展了一次经验交流会，由曾工和瞿工一起分享了他们在工作中积累的一些经验。

首先是曾工分享了----LTDC + LCD 嵌入式高性能图形显示方案

基于 STM32 微控制器的 LTDC（LCD-TFT Display Controller）模块，实现了一套高性能 LCD 图形显示方案。LTDC 与 LCD 的组合是 STM32 高端 MCU（F4、H7 系列）的核心显示方案，通过硬件层面的 LTDC 时序优化、DMA2D 图形加速引擎，硬件加速与直接驱动设计，实现高分辨率、低 CPU 占用的图形显示，广泛应用于工业控制、智能终端等场景

一、方案概述
LTDC 作为 LCD-TFT 专用控制器，集成于 STM32 部分芯片内部，无需额外控制器芯片即可直接驱动 TFT 液晶面板。其核心价值在于通过硬件层面的时序控制、图层混合、格式转换，将 CPU 从繁重的图形处理中解放，仅需 CPU 维护帧缓冲内容，整体显示效率提升 90% 以上。搭配 DMA2D 图形加速器后，可进一步实现高速图像填充、缩放等操作，形成 “控制器 + 加速器” 的高性能显示架构。

二、LTDC液晶显示控制器特性
STM32系列部分芯片内部自带一个 LTDC液晶控制器，使用 SDRAM 的部分空间作为显存，可直接控制液晶面板，无需额外增加液晶控制器芯片。LTDC会把RAM 存储器作为的显存空间数据，以设定频率传输到液晶屏进行显示，DMA2D 用于图像数据搬运、混合及格式转换。可支持多种颜色格式，支持 2 层显示数据混合，可高效地做出背景和前景分离的显示效果，例如弹幕的效果。
集成优势与硬件能力
无需外部控制器芯片，直接通过并行总线驱动 LCD，简化硬件设计。
采用 SDRAM 作为显存，支持帧缓冲数据的高速读写。
硬件自带图层混合功能，支持 2 层（Layer 0 和 Layer 1）显示数据叠加，实现前景与背景的独立控制。
分辨率与颜色格式支持
最高支持 320x600 分辨率，满足中高端嵌入式显示需求。
兼容多种主流颜色格式：RGB888（24 位，1677 万色）、RGB565（16 位，6.5 万色）、ARGB8888（32 位，带透明度）、ARGB1555、L8（8 位灰度）、AL44、AL88。
时序控制机制
按固定刷新率60Hz从显存读取像素数据，通过配置同步信号、像素时钟等时序参数，确保与 LCD 面板的稳定通信。
时序参数可通过初始化结构体灵活配置，适配不同规格的 LCD 面板。

三、DMA2D 图形加速器
DMA2D 是与 LTDC 配套的硬件加速引擎，支持图形绘制的并行处理，可独立完成区域填充、图像拷贝、格式转换、alpha 混合等操作，减少 CPU 参与，提升渲染效率，响应时间在微秒级，适合实时图形更新。
核心功能
图像填充：直接向 SDRAM 显存填充纯色渐变等内容，无需 CPU 循环赋值。
格式转换：硬件实现不同颜色格式的实时转换（如 RGB888 转 RGB565）。
图像缩放：支持图像的拉伸或压缩处理，适配不同分辨率显示需求。
混合运算：配合 LTDC 实现多层图像的透明度混合，提升显示效果。
工作模式详解
寄存器到存储器
存储器到存储器模式：单纯实现数据的高速搬运，适用于帧缓冲复制等场景。
格式转换模式：转换过程中不改变数据存储位置，仅调整像素数据格式。
混合运算模式：支持两个输入图层的混合，输出到指定显存地址。
速率性能
STM32H750 芯片中，DMA2D 单独工作时图像填充率可达 400MB/s。
DMA与 LTDC 联合工作时，整体数据传输速率可达 115MB/s。