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フォント･データ用に非メモリ･マップドFlashを使用

このセクションでは、ほぼすべてのフォント･データを非マップドの外部Flashに配置できるようになる、新しいフォント･レイアウトの使用方法について説明します。 これにより、わずか50KBのFlashの使用で、1つのアプリケーションに数千の文字を保存することができるようになります。

フォント･レイアウト​

TouchGFXでは、ユーザのアプリケーションにコンパイルされるフォント用に、2つの異なるフォント･レイアウトがサポートされています。 使用するレイアウトは、TouchGFX Designerの設定（Configurations）タブで選択します。

フォント･レイアウトの設定

Mapped storage formatはデフォルトのフォント･レイアウトで、フォントがメモリ･マップドFlash（内部Flash、または外部のQSPI Flashなど）に保存されるシステムではこれを使用する必要があります。

Unmapped storage formatは新しいフォント･レイアウトです。 大部分のフォント･データを非マップドFlashに保存することができます。 通常はSPI Flashに保存されますが、任意のタイプのストレージを使用できます。

マップド･ストレージ･フォーマット​

マップド･ストレージ･フォーマットでは、フォント･データが2つのテーブルに保存されます。

1つ目のテーブルにはtouchgfx::GlyphNodeのアレイがあります。 ここには個々の文字のプロパティ（高さ、幅、Unicodeなど）が含まれています。

generated/fonts/src/Table_verdana_20_4bpp.cpp
FONT_TABLE_LOCATION_FLASH_PRAGMA
KEEP extern const touchgfx::GlyphNode glyphs_verdana_20_4bpp[] FONT_TABLE_LOCATION_FLASH_ATTRIBUTE =
{
    {     0, 0x0020,   0,   0,   0,   0,   7,   0,   0, 0x00 },
    {     0, 0x002C,   5,   7,   3,   1,   7,   0,   2, 0x00 },
    {    21, 0x0030,  11,  14,  14,   1,  13,   0,   0, 0x00 },
    {   105, 0x0032,  11,  14,  14,   1,  13,   0,   0, 0x00 },
    {   189, 0x0033,  11,  14,  14,   1,  13,   0,   0, 0x00 },
    {   273, 0x0034,  12,  14,  14,   0,  13,   0,   0, 0x00 },
    ...
}

2つ目のテーブル（大きなフォントでは複数ファイルに分割される）には、文字のピクセル･パターンが含まれています。

generated/fonts/src/Font_verdana_20_4bpp_0.cpp
FONT_GLYPH_LOCATION_FLASH_PRAGMA
KEEP extern const uint8_t unicodes_verdana_20_4bpp_0[] FONT_GLYPH_LOCATION_FLASH_ATTRIBUTE =
{
    // Unicode: [0x0020]
    // (Has no glyph data)
    // Unicode: [0x002C]
    0x00, 0x87, 0x04, 0x20, 0xFF, 0x03, 0x60, 0xBF, 0x00, 0xA0, 0x5F, 0x00, 0xE0, 0x0D, 0x00, 0xF3,
    0x07, 0x00, 0xF6, 0x01, 0x00,
    // Unicode: [0x0030]
    0x00, 0xA3, 0xFE, 0x9D, 0x01, 0x00, 0x40, 0xFF, 0x9B, 0xFC, 0x1D, 0x00, 0xD0, 0x4F, 0x00, 0x80,
    0x9F, 0x00, 0xF3, 0x0B, 0x00, 0x10, 0xEE, 0x00, 0xF7, 0x07, 0x00, 0x00, 0xFB, 0x03, 0xF9, 0x06,
    ...
}

テキストのレイアウト時には、GlyphNodesがTouchGFXエンジンによって使用されます。 ピクセルは描画時に、DMA2Dまたはソフトウェアルーチンによって読み取られます。

通常のLCDクラス（LCD16BppやLCD24Bppなど）を使用するプラットフォームでは、これらのテーブルを内部Flashまたはメモリ･マップドの外部Flashに保存する必要があります。

非マップドの外部Flashを使用するプラットフォームでは、LCD16BppSerialFlashが非マップド･シリアルFlashからピクセル･パターンを読み取ることができますが、GlyphNodesが内部Flash内に存在しなければなりません。

非マップド･ストレージ･フォーマット​

非マップド･ストレージ･フォーマットでは、フォント･データが3つのテーブルに分割されます。 マップド･ストレージ･レイアウトの2つのテーブルが再利用されますが、次に示す3つ目のテーブルが追加されます。

generated/fonts/src/Table_verdana_20_4bpp.cpp
FONT_SEARCHTABLE_LOCATION_FLASH_PRAGMA
KEEP extern const uint16_t unicodelist_verdana_20_4bpp[] FONT_SEARCHTABLE_LOCATION_FLASH_ATTRIBUTE =
{
    0x0020,
    0x002E,
    0x003F,
    0x004E,
    0x0054,
    ....
}

この3つ目のテーブルには、フォントを表すUnicodeが含まれています。

このフォント･レイアウトを使用する場合、3つ目のテーブルは内部Flash内に置く必要がありますが、他の2つのテーブルは外部Flashに移動できます。 これは大幅な節約になります。3つ目のテーブルでは、1文字に使用されるのは2バイトですが、GlyphNodeテーブルでは14バイト使用されるからです。 これにより内部Flashに必要な容量が軽減されます。

フォント･データが非マップドFlashに置かれると、マイクロコントローラは直接アクセスできなくなります。 よって、Flashリーダ･オブジェクトをフォント･サブシステムに用意する必要があります。
このためのコードはTouchGFX Generatorによって自動的に生成されます。

TouchGFXConfiguration.cpp
static TouchGFXDataReader dataReader;
static LCD16bppSerialFlash display(dataReader);
static ApplicationFontProvider fontProvider;
static Texts texts;
static TouchGFXHAL hal(dma, display, tc, 240, 320);
void touchgfx_init()
{
  Bitmap::registerBitmapDatabase(BitmapDatabase::getInstance(), BitmapDatabase::getInstanceSize());
  TypedText::registerTexts(&texts);
  Texts::setLanguage(0);
  hal.setDataReader(&dataReader);
  fontProvider.setFlashReader(&dataReader);
...

Generatorを使用しない場合は、手動で生成する必要があります。

実際にデータをFlashから読み込むためには、TouchGFXDataReaderの機能の実装が必要です。

例​

新しいフォント･レイアウトを使用したアプリケーションのスクリーンショットを下に示します。

漢字4,000文字を含むアプリケーションの例

このアプリケーションは、MB1642Aディスプレイ･モジュール搭載のSTM32G071 Nucleoボードで実行されています。

STM32G071Nucleoで実行されているアプリケーション例

このアプリケーションには、サイズが20、4bit/pixelの漢字4,000文字が含まれています。 このアプリケーションとデータは、STM32G071上で使用可能な128KBのうち61KBを占有します。 フォント･データは次のように配置されます（マイナーなオブジェクトを除く）。

テーブル場所サイズ
GlyphNodes外部SPI Flash57,372バイト
ピクセルパターン外部SPI Flash3,116,296バイト
Unicode リスト内部Flash8,000バイト

リンカ･スクリプトの更新​

非マップド･フォント･レイアウトを正しく使用するには、テーブルが正しく配置されるようにリンカ･スクリプトを更新する必要があります。

STM32F746.ld
define symbol __ICFEDIT_region_ROM_start__ = 0x08000000;
define symbol __ICFEDIT_region_ROM_end__   = 0x0801FFFF;
define symbol __ICFEDIT_region_RAM_start__ = 0x20000000;
define symbol __ICFEDIT_region_RAM_end__   = 0x20008FFF;
define symbol __ICFEDIT_region_SERIAL_FLASH_start__ = 0x90000000;
define symbol __ICFEDIT_region_SERIAL_FLASH_end__   = 0x91000000;

place in ROM_region   { readonly };
place in RAM_region   { readwrite,
                        block CSTACK, block HEAP };

place in SERIAL_FLASH_region {section ExtFlashSection, section FontFlashSection };

このリンカ･スクリプトでは、ExtFlashSection（画像およびフォントのピクセル）とFontFlashSection（GlyphNodes）を両方とも外部Flashに配置しています。 その他の読み取り専用データはすべて内部Flash（ROM_region）にあります。