使用串行闪存存储图像和字体

本节将讨论如何使用串行闪存（或其他非映射存储器）来存储图像和字体。这里描述的技术在STM32G0和其他配备极小RAM的设备上特别有用。

有关部分帧缓存区（通常与串行Flash一起使用）的介绍，请参阅文章“使用部分帧缓存降低内存使用”。另请参阅文章使用非存储映射存储图像，了解如何将位图从未映射Flash缓存到RAM。

配置

为了让TouchGFX应用使用串行闪存，您必须更改TouchGFX Generator的配置，启用“Additional Features”中的“External Data Reader”。

其它功能：数据读取器

启用此功能后，TouchGFX Generator更改配置，以便使用LCD16bppSerialFlash LCD类。它还生成touchgfx::FlashDataReader的子类：

TouchGFXConfiguration.cpp

static TouchGFXDataReader dataReader;
static LCD16bppSerialFlash display(dataReader);
static ApplicationFontProvider fontProvider;
...
void touchgfx_init()
{
    ...
    hal.setDataReader(&dataReader);
    fontProvider.setFlashReader(&dataReader);
    ...
}

此代码创建TouchGFXDataReader类的实例，并将该实例传递给显示屏对象、HAL对象和ApplicationFontProvider对象。这三个对象将使用dataReader对象访问串行闪存中的数据。这些数据可以是图像和字体数据。

系统程序员必须完成 TouchGFXDataReader类的实现，才能真正从闪存中读取数据。

实现

TouchGFXDataReader类实现 touchgfx::FlashDataReader接口。该接口有下列4种方法，需要在特定硬件上实现。

include/touchgfx/hal/FlashDataReader.hpp

    bool addressIsAddressable(const void* address)
    void copyData(const void* src, void* dst, uint32_t bytes)
    void startFlashLineRead(const void* src, uint32_t bytes)
    const uint8_t* waitFlashReadComplete()

LCD16bppSerialFlash类使用addressIsAddressable法来决定某些数据是否可以直接读取（即位于内部RAM或内部闪存中）或是否应通过dataReader对象读取。

copyData方法用于从闪存同步复制数据到RAM。当不对数据进行进一步处理时，常使用此函数。如在将实图复制到帧缓冲时。

当需要从闪存获取多行数据时，使用startFlashLineRead法。 startFlashLineRead方法开始数据读取。此方法可以开始异步读取，并且应在开始读取后立即返回。 waitFlashReadComplete方法应等待读取完成，并返回指向保存数据的缓冲区的指针。

LCD16bppSerialFlash可以在处理之前读取的数据时发起一次闪存读取（在某些情况下）。这意味着dataReader中需要至少两个缓冲区来实现完全并发。

TouchGFX Generator生成分别属于两个类的FlashDataReader：TouchGFXGeneratedDataReader和TouchGFXDataReader。 TouchGFXGeneratedDataReader是二者的子类，包含默认实现。如果该实现不合适，应用程序员可以更改TouchGFXDataReader类中虚函数的实现。

TouchGFXGeneratedDataReader实现调用C函数来完成工作。这些应用由系统程序员实现。

TouchGFX/target/generated/TouchGFXGeneratedDataReader.cpp

extern "C" __weak void DataReader_WaitForReceiveDone();
extern "C" __weak void DataReader_ReadData(uint32_t address24, uint8_t* buffer, uint32_t length);
extern "C" __weak void DataReader_StartDMAReadData(uint32_t address24, uint8_t* buffer, uint32_t length);

void TouchGFXGeneratedDataReader::startFlashLineRead(const void* src, uint32_t bytes)
{
    /* Start transfer using DMA */
    DataReader_StartDMAReadData((uint32_t)src, (readToBuffer1 ? buffer1 : buffer2), bytes);
}

此函数实现位于MB1642BDataReader.c文件中：

Core/Src/MB1642BDataReader.c

void DataReader_StartDMAReadData(uint32_t address24, uint8_t* buffer, uint32_t length)
{
    readDataDMA(address24, buffer, length);
}

void readDataDMA(uint32_t address24, uint8_t* buffer, uint32_t length)
{
    // Pull Flash CS pin low
    isReceivingData = 1;
    FLASH_CS_GPIO_Port->BRR = FLASH_CS_Pin;

    *((__IO uint8_t*)&hspi2.Instance->DR) = CMD_READ;

    ...
}

此实现特定于闪存使用的协议以及SPI和CS使用的GPIO。必须实现TouchGFXGeneratedDataReader类的全部三个C函数才能发挥作用。

图像

如简介中所述，LCD16bppSerialFlash类可通过dataReader对象读取图像像素。为此，必须更改链接器脚本，以便将图像放在内部闪存范围之外的地址范围内。

在STM32G071上，我们选择了地址0x90000000作为串行闪存的起始地址：

gcc/STM32G071RBTX_FLASH.ld

MEMORY
{
  RAM        (xrw)    : ORIGIN = 0x20000000,   LENGTH = 36K
  FLASH      (rx)     : ORIGIN = 0x8000000,    LENGTH = 128K
  SPI_FLASH  (r)      : ORIGIN = 0x90000000,   LENGTH = 8M
}

/* Sections */
SECTIONS
{
  ...

  ExtFlashSection :
  {
    *(ExtFlashSection ExtFlashSection.*)
    *(.gnu.linkonce.r.*)
    . = ALIGN(0x4);
  } >SPI_FLASH

  FontFlashSection :
  {
    *(FontFlashSection FontFlashSection.*)
    *(.gnu.linkonce.r.*)
    . = ALIGN(0x4);
  } >SPI_FLASH
}

这会将ExtFlashSection和FontFlashSection放入0x90000000地址范围。

余下的任务是用Flasher工具将数据写入外部闪存。

关于STM32CubeProgrammer的编写flash loader的简要说明，可以在以下文档的第2.3.3节中找到：UM2237 STMCubeProgrammer用户手册

字体数据

以上链接脚本将字体像素数据和字体字符元数据（宽和高）放入外部闪存（两类数据都在FontFlashSection中）。在屏幕上绘制字符时，也通过dataReader对象读取此数据

如果您未使用“非映射存储格式”，则必须更改链接脚本和文件include/touchgfx/hal/Config.hpp，以便将字体字符元数据移动到内部闪存。

参见非映射存储中的字体一文获取关于字体格式的更多信息。

配置​