Unity2019.4.34f1太空冒险工程实战：从报错修复到性能优化
2026/10/7 10:45:10
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一.背景
像素时钟
二.实现
1.初始化
2.配置时钟
CCM_ANALOG->PLL_VIDEO
LCDIF->CTRL
CTRL1
TRANSEFR_COUNT
CUR_BUF，NEXT_BUF
VDCTRL0
VDCTRL1
VDCTRL2
VDCTRL3
VDCTRL4
一.背景
LCD 全称是 Liquid Crystal Display，也就是液晶显示器，是现在最常用到的显示器，手机、
电脑、各种人机交互设备等基本都用到了 LCD，最常见就是手机和电脑显示器了。这里需要注意的是，我们所提及的LCD不包括触摸功能，触摸功能是通过另外的设备实现的，LCD在这里只是输出设备。
百度百科对于 LCD 的原理解释如下：LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置 TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过 TFT 上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。我们现在要在 I.MX6U-ALPHA 开发板上使用 LCD，所以不需要去研究 LCD 的具体实现原理，我们只需要从使用的角度去关注 LCD 的几个重要点：
分辨率：提起 LCD 显示器，我们都会听到 720P、1080P、2K 或 4K 这样的字眼，这个就是
LCD 显示器分辨率。LCD 显示器都是由一个一个的像素点组成，像素点就类似一个灯(在 OLED 显示器中，像素点就是一个小灯)，这个小灯是 RGB 灯，也就是由 R(红色)、G(绿色)和 B(蓝色)这三种颜色组
成的，而 RGB 就是光的三原色。1080P 的意思就是一个 LCD 屏幕上的像素数量是1920*1080 个，也就是这个屏幕一列 1080 个像素点，一共 1920 列
LCD 屏幕或者说显示器有很多种接口，比如在显示器上常见的 VGA、HDMI、DP 等等，但是
I.MX6U-Mini开发板不支持这些接口。I.MX6U-Mini 支持RGB接口的LCD，RGBLCD接口的信号线如下表：
R[7:0]、G[7:0]和 B[7:0]这 24 根是数据线，DE、VSYNC、HSYNC 和 PCLK 这四根是控制
信号线。RGB LCD 一般有两种驱动模式：DE 模式和 HV 模式，这两个模式的区别是 DE 模式需要用到DE 信号线，而 HV 模式不需要用到 DE 信号线，在 DE模式下是可以不需要 HSYNC 信号线的，即使不接 HSYNC 信号线 LCD 也可以正常工作
屏幕分辨率：横向像素点个数*纵向像素点个数（800 * 480）1920 * 10801080P2K 2560 * 1440
屏幕尺寸：inch "英寸，左上角到右下角之间的距离1" = 2.54cm6.22" 4.3"1920 * 1080分辨率相同，尺寸越小，图像显示效果越好尺寸相同，分辨率越高，图像显示效果越好
像素点颜色：RGB888：每个像素点占3个字节8bit面板1670万色RGB565:每个像素点占2个字节ARGB：每个像素点占4个字节RGB101010: 10bit面板10亿色 贵 视频剪辑8抖10bit
显存：专门存放图像数据的内存空间800 * 480 * 4 = 1.5M（512MB 0x80000000 - 0xA0000000）显存：0x89000000
PCLK: Pixel Clock像素时钟信号线。同步像素点发送的时间间隔，上升或下降沿采样 ，取决于手册
HSYNC：Horizontal Sync行/水平同步时钟信号线。同步每一行发送的时间间隔
VSYNC：Vertical Sync帧/垂直同步时钟信号线。同步每一帧图像的时间间隔，从头开始
DE：Data Enable数据使能信号线
imx6ull的LCD屏刷新率为60HZ
第一行重定向输出运行结果，第二行打开。
像素时钟
我们使用的alpha开发板搭载了一块由正点原子生产的RGB LCD，型号为ATK4384，分辨率为
800*480。其时间参数如下：
按照之前的推导，显示一帧图像所需要的时钟数是：
(VSPW+VBP+LINE+VFP) * (HSPW + HBP + HOZVAL + HFP)= (3 + 32 + 480 + 13) * (48 + 88 + 800 +40) =。显示一帧图像需要515328个时钟数，那么显示60帧就是：515328 * 60 = 30,919,680≈31M，所以像素时钟就是 31MHz。
二.实现
1.初始化
// 1. 设置lcd引脚复用功能 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA00_LCDIF_DATA00, 0); IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA01_LCDIF_DATA01, 0); IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA02_LCDIF_DATA02, 0); ... IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_CLK_LCDIF_CLK, 0); // pclk IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_HSYNC_LCDIF_HSYNC, 0); // HSYNC IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_VSYNC_LCDIF_VSYNC, 0); // VSYNC IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_ENABLE_LCDIF_ENABLE, 0); // DE IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO08_GPIO1_IO08, 0); // blt_pwm为什么硬件叫blt_pwm，软件却配成 GPIO？
之所以注释写着blt_pwm，是因为在硬件原理图上，这个引脚确实连接到了 LCD 的背光控制电路。硬件工程师给它起名叫“背光 PWM”，是因为它最终要控制背光。但是，控制背光有两种常见做法：
硬件 PWM 控制（ALT0 模式）：把引脚配置成
PWM1_OUT，让芯片内部的 PWM 模块输出连续方波，通过改变占空比来无级调节背光亮度（比如从 10% 调到 100%）。软件 GPIO 控制（ALT5 模式，即老师的做法）：把引脚配置成普通 GPIO。软件只能输出
0（低电平，背光灭）或1（高电平，背光亮）。如果只是需要开灯/关灯，配置成 GPIO 最简单。
如果想调节亮度但不想用硬件 PWM，可以在 Linux 驱动里写个定时器，让 GPIO 不断拉高拉低，模拟 PWM 波形（软件模拟 PWM）。
// 2. 设置lcd引脚电气属性 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA00_LCDIF_DATA00, 0xB9); IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA01_LCDIF_DATA01, 0xB9); IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA02_LCDIF_DATA02, 0xB9); ... IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_CLK_LCDIF_CLK, 0xB9); IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_HSYNC_LCDIF_HSYNC, 0xB9); IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_VSYNC_LCDIF_VSYNC, 0xB9); IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_ENABLE_LCDIF_ENABLE, 0xB9); IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO08_GPIO1_IO08, 0xB9);一共设置24个数据引脚（R,G,B各8个）
// 3. 配置pwm引脚 GPIO_Type_t t = { .direction = gpio_output, .default_value = 1 }; gpio_init(GPIO1, 8, &t); gpio_set_value(GPIO1, 8, 1);2.配置时钟
要配置31MHZ时钟， 先通过倍频让PLL5输出1008MHZ，再通过两个预分频器除以4和8输出为31.5MHZ
可设置NUM为0，DENOM为1，DIV_SELECT为42即可将24MHZ倍频为1008MHZ
预分频器默认为1分频即可。
再通过CSDR2寄存器选通PLL5时钟且配置第一个分频因子为4，通过CBCMR配置第二个分频因子为8。
CCM_ANALOG->PLL_VIDEO
是 i.MX6UL 芯片内部视频锁相环（Video PLL）的主控制寄存器
// lcd时钟初始化 void lcd_clock_init(void) { // BYPASS CCM_ANALOG->PLL_VIDEO |= (1 << 16); // Powerdown PLL CCM_ANALOG->PLL_VIDEO |= (1 << 12);//写1关闭 CCM_ANALOG->PLL_VIDEO_NUM = 0; CCM_ANALOG->PLL_VIDEO_DENOM = 1; // 设置42倍频 CCM_ANALOG->PLL_VIDEO &= ~(0x7F << 0); CCM_ANALOG->PLL_VIDEO |= (42 << 0); // 设置1分频 CCM_ANALOG->PLL_VIDEO &= ~(3 << 19); CCM_ANALOG->PLL_VIDEO |= (1 << 20); // poweron PLL CCM_ANALOG->PLL_VIDEO &= ~(1 << 12);//写0开启 // enable PLL5 output CCM_ANALOG->PLL_VIDEO |= (1 << 13); // 轮询等待时钟频率稳定 while ((CCM_ANALOG->PLL_VIDEO & (1 << 31)) == 0); // 切回 PLL5 CCM_ANALOG->PLL_VIDEO &= ~(1 << 16); // 选通门 pll5 + 4分频 unsigned int t = CCM->CSCDR2; t &= ~(7 << 15); t |= (1 << 16); t &= ~(7 << 12); t |= (3 << 12); t &= ~(7 << 9); CCM->CSCDR2 = t; // 8分频 CCM->CBCMR |= (7 << 23); }lcd寄存器
LCDIF->CTRL
CTRL1
TRANSEFR_COUNT
CUR_BUF，NEXT_BUF
存放显存地址
VDCTRL0
VDCTRL1
VDCTRL2
VDCTRL3
VDCTRL4
18位，让VSYNC/HSYNC/DOTCLK等工作，
// lcd参数配置 lcd_dev.width = 800; lcd_dev.height = 480; lcd_dev.hspw = 48; lcd_dev.hfp = 40; lcd_dev.hbp = 88; lcd_dev.vspw = 3; lcd_dev.vfp = 13; lcd_dev.vbp = 32; lcd_dev.pix_size = 4; lcd_dev.frame_buffer = LCD_FRAMEBUF_ADDR; lcd_dev.fore_color = 0x00FF0000; lcd_dev.back_color = 0x00FFFFFF; // LCD寄存器 LCDIF->CTRL |= (1 << 19) | (1 << 17) | (3 << 10) | (3 << 8) | (1 << 5); LCDIF->CTRL1 = (7 << 16); LCDIF->TRANSFER_COUNT = (lcd_dev.height << 16) | (lcd_dev.width << 0); LCDIF->CUR_BUF = lcd_dev.frame_buffer; LCDIF->NEXT_BUF = lcd_dev.frame_buffer; LCDIF->VDCTRL0 |= (1 << 28) | (1 << 24) | (1 << 21) | (1 << 20) | (lcd_dev.vspw << 0); LCDIF->VDCTRL1 = (lcd_dev.height + lcd_dev.vfp + lcd_dev.vbp + lcd_dev.vspw); LCDIF->VDCTRL2 = (lcd_dev.hspw << 18) | (lcd_dev.width + lcd_dev.hfp + lcd_dev.hbp + lcd_dev.hspw); LCDIF->VDCTRL3 = ((lcd_dev.hspw + lcd_dev.hbp) << 16) | ((lcd_dev.vspw + lcd_dev.vbp) << 0); LCDIF->VDCTRL4 |= (1 << 18) | (lcd_dev.width << 0); LCDIF->CTRL |= (1 << 0);//最后使能注意，CTRL1位要用＝，因为要置0x0111，即7，而16-19位默认为0x1111，所以若使用|=则19位仍为1.