嵌入式Linux系统下调色板显示的实现方法

       对于一个显示设备，数据的更新率正比于画面的像素数和色彩深度的乘积。在嵌入式Linux系统中，受处理器资源配置和运算能力的制约，当使用大分辨率显示时(如在一些屏幕尺寸较大的终端上，往往需要640×480以上)，需要降低显示的色彩深度。否则，由于数据处理负担过重会造成画面的抖动和不连贯。这时，调色板技术将发挥重要作用。ARM9内核的S3C2410在国内的嵌入式领域有着广泛的应用，芯片中带有LCD控制器，可支持多种分辨率、多种颜色深度的LCD显示输出。在此，将S3C2410的调色板技术，以及嵌入式Linux系统下调色板显示的实现方法进行分析。

　1 S3C2410调色板技术概述 $ \9 W( P0 U$ L$ T6 M3 S
　　1.1 调色板的概念 8 @" e  |- w0 U* G  U/ s3 I
　　在计算机图像技术中，一个像素的颜色是由它的R，G，B分量表示的，每个分量又经过量化，一个像素总的量化级数就是这个显示系统的颜色深度。量化级数越高，可以表示的颜色也就越多，最终的图像也就越逼真。当量化级数达到16位以上时，被称为真彩色。但是，量化级数越高，就需要越高的数据宽度，给处理器带来的负担也就越重；量化级数在8位以下时，所能表达的颜色又太少，不能够满足用户特定的需求。 $ |% u( I$ ~+ x" R3 C
　　为了解决这个问题，可以采取调色板技术。所谓调色板，就是在低颜色深度的模式下，在有限的像素值与RGB颜色之间建立对应关系的一个线性表。比如说，从所有的16位彩色中抽取一定数量的颜色，编制索引。当需要使用某种彩色时，不需要对这种颜色的RGB分量进行描述，只需要引用它的索引号，就可以使用户选取自己需要的颜色。索引号的编码长度远远小于RGB分量的编码长度，因此在彩色显示的同时，也大大减轻了系统的负担。 7 L+ Z- j/ Z2 L4 J  o6 S
　　以256色调色板为例，调色板中存储256种颜色的RGB值，每种颜色的RGB值是16位。用这256种颜色编制索引时，从OOH～FFH只需要8位数据宽度，而每个索引所对应的颜色却是16位宽度的颜色信息。在一些对色彩种类要求不高的场合，如仪表终端、信息终端等，调色板技术便巧妙地解决了数据宽度与颜色深度之间的矛盾。

　　1.2 S3C2410中的调色板 ; R. P0 A  L" _2 a
　　ARM9核的S3C2410芯片可通过内置的LCD控制器来实现对LCD显示的控制。以TFT LCD为例，S3C2410芯片的LCD控制器可以对TFT LCD提供1位、2位、4位、8位调色板彩色显示和16位、24位真彩色显示，并支持多种不同的屏幕尺寸。 * u1 z7 q& ^' E( v
S3C2410的调色板其实是256个16位的存储单元，每个单元中存储有16位的颜色值。根据16位颜色数据中，RGB分量所占位数的不同，调色板还可以采取 5：6：5(R：G：B)和5：5：5：1(R：G：B：1)两种格式。当采用5：6：5(R：G：B)格式时，它的调色板如表1所示。 ' n$ g' S. n0 X; G

1。3 调色板颜色的选择
6 y3 Z9 u0 y9 V3 b. t* U2 d, S8 F　　调色板中颜色的选择可以由用户任意定义，但为了编程方便，颜色的选取应遵循一定的规律。例如在Windows编程中，系统保留了20种颜色。另外，在Web编程中，也定义了216种Web安全色，这些颜色可以尽量保留。2S3C2410调色板在嵌入式Linux系统下的使用ARM实现图像显示时，由LCD控制器将存储系统中的视频缓冲内容以及各种控制信号传送到外部LCD驱动器，然后由LCD驱动器实现图像数据的显示。实际应用中，常通过驱动程序由操作系统对寄存器、调色板进行配置。以Linux 2．4内核为例，对调色板的配置是在驱动程序S3C2410fb．c中完成的。

　   2. 在一些公司Linux源码包的S3C2410fb．c文件中，并没有对调色板进行配置，因此在8位以下的显示设置下。LCD不能正常工作。若需要使用调色板，必须对此文件进行修改。 9 F. n+ A. Q% }  a
  　2．1 驱动程序的修改   c+ H' K6 k' c& T! o4 @- |0 H
　　查S3C2410数据手册，调色板的物理起始地址为0x4d000400，应先将调色板的物理地址映射到内核中的虚拟地址，然后对其进行赋值。具体步骤如下： ; ~& j/ e+ U0 `- b$ i
  
, |+ W% R3 S' T: `) D- S　　(1)在S3C2410．h文件中添加：
1 d! I% t; B( Y( e  
/ q8 z; ~1 k3 d　　#define MYPAL(Nb)__REG(Ox4d000400+(Nb)*4)
+ }: r" q: g( s' v  
$ Y9 Q' F  [; T5 e- i* i. S/ o- I" L　   其作用是实现物理地址到虚拟地址的映射。
! s/ w# `6 j# f, o% G- z$ g  
+ I( B! j5 W+ C4 a4 W1 I　　(2)在S3C24lOfb．h文件，通过下列语句定义256种颜色。 6 e6 \9 [, Y& Q
  
( W8 y: N  F; Q, l- K" I6 V　　static const u_short my_color[256]={0x0000，0x8000，…}：
9 @- Z% P0 t8 E2 Z* |3 v$ E( Y, c  / d4 C, m3 {9 @4 T# F5 A) E$ p# H
　　数组中的每个16位二进制数表示一种颜色，RGB分量采用的是5：6：5格式。
8 l+ X3 T% Y/ _0 v  ) E" L" F9 a/ t% R1 m
　　(3)在S3C2410fb．c文件的S3C2410fb-activate_var(…)函数中，通过下列语句对这256个调色板进行赋值。
# v+ @6 Z4 h& [) b5 O# [  
* B, [; |5 p3 w: ]- M　　(4)另外，注意改变LCD控制寄存器LCDCON1的BPPMODE值，设定为需要的颜色深度。 5 d3 M7 I! G" ^4 W9 m
  ( a1 I* F( _6 L( R8 U' g: o; \
　　(5)重新编译内核，烧写内核。