9.1.2. 功能描述

9.1.2.1. 影子寄存器(shadow register)

为了实现一组配置同时生效，DE的大部分寄存器都是对应2个寄存器。软件可以操作的寄存器为 preload register，软件看不到硬件操作的寄存器为shadow register。当软件配置好一组参数到 preload register后，然后设置CONFIG_UPDATE为1，把所有的preload register寄存器值同时更新到 shadow register。

CRC校验、CCM和Gamma矫正、QoS、Timing相关寄存器和DE配置更新寄存器没有shadow register， 其他的寄存器都有shadow register。

9.1.2.2. UI图层

UI图层有4个矩形窗口，每个窗口可以单独控制开关，4个窗口可以通过设置各自以UI图层左上角为原 点的坐标，控制显示在UI图层的不同位置。4个窗口设置Buffer的颜色格式必须一致。矩形窗口对应的 Buffer可以是对原始图像裁剪的一块区域，通过软件计算出相应矩形区域的addr，并且4个矩形窗口不 可重叠，需要进行有效性检查。

../../../_images/de_function_ui.png

图 9.1 UI图层

9.1.2.3. Video图层

Video图层支持RGB和YUV格式输入。当输入格式为YUV420、YUV422格式时必须开启scaler，当输入格式 为RGB格式时不支持scaler。输入Buffer可以用软件裁剪矩形区域。对于RGB格式addr水平和垂直方向 都是1像素对齐。对于YUV420、YUV422 需要保证Y和U、V的对应关系。YUV420格式裁剪的水平偏移需2 像素对齐，垂直偏移也需2像素对齐。YUV422格式裁剪的水平偏移需要2像素对齐，垂直方向1像素对齐。

Video图层CSC0 YUV转RGB的格式转换公式如下：

R = Coef0 * Y + Coef1 * U + Coef2 * V + Coef3;
G = Coef4 * Y + Coef5 * U + Coef6 * V + Coef7;
B = Coef8 * Y + Coef9 * U + Coef10 * V + Coef11;

Scaler0有两个独立的channel，两个channel独立处理。Y分量由channel0处理，U/V分量由channel1 处理。YUV420/YUV422经过scaler0模块后，都统一输出YUV444, 然后再经过CSC0转换成RGB格式，作为 最终的Video图层显示。

9.1.2.4. Blending

UI图层在Video图层顶部, UI图层和Video图层在重叠区域进行Alpha叠加和Color Key操作，Color Key 操作优先于 Alpha叠加。在UI图层和Video图层都没有覆盖到的区域显示背景色。

UI alpha有三种模式：pixel alpha模式、全局alpha模式、混合alpha模式：

  1. pixels alpha模式: ui_alpha = pixel_alpha, 当pixel alpha不存在时，ui_alpha = 255

  2. 全局alpha模式: ui_alpha = G_ALPHA， G_ALPHA为设置的全局alpha值，取值范围为 0~255

  3. 混合alpha模式: ui_alpha = pixels alpha * G_ALPHA/255

UI图层和Video图层透明度混合计算：

r_out = (r_ui * alpha_ui + r_video * (255 - alpha_ui))/255
g_out = (g_ui * alpha_ui + g_video * (255 - alpha_ui))/255
b_out = (b_ui * alpha_ui + b_video * (255 - alpha_ui))/255
../../../_images/de_function_blend.png

图 9.2 Blending

9.1.2.5. 色彩矩阵(CCM)

色彩矩阵（Color Correction Matrix，CCM）由一个3x3的增益矩阵及3x1的偏移矩阵组成。CCM矩阵如下公式所示。

../../../_images/de_ccm0.png

图 9.3 CCM公式

../../../_images/de_ccm1.png

图 9.4 CCM输出范围限制

  • 其中Nbit是R，G，B输入输出位宽：8

  • Cij: 12bits有符号数，其中8bits小数

  • Offset: 9bits有符号整数

9.1.2.6. Gamma矫正

Gamma矫正R、G、 B三个通道分别独立进行矫正，通过查表的方式进行矫正，输入数据的位宽为8bits，LUT的长度为为64，硬件通过线性插值得到两个节点之间的输入值对应的gamma 矫正结果

9.1.2.7. 限制条件

  • 支持屏幕最小size为64x64

  • 模块时钟最高可到150MHz

  • pixel clk要小于DE模块时钟

  • 当开启Dither功能时，屏幕宽度最大到1366（单位为pixel）

  • UI图层不支持scaler，仅video图层YUV格式支持scaler

  • UI图层矩形窗支持的最小size为：2x2（单位为pixel）

  • Video图层YUV格式支持的最小输入/输出size为：8x8（单位为pixel）

  • Video图层YUV格式支持的最大输入宽度为：1280（单位为pixel）

  • Video图层RGB格式支持的最小size为：2x2（单位为pixel）

  • UI图层和Video图层的所有格式的stride都要求8bytes对齐