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在Linuxfb环境下利用海思TDE API实现高效的2D图形加速

news 2025/5/29 14:58:56

在嵌入式开发领域，高效的图形绘制对于提升用户体验至关重要。Linuxfb（Linux Framebuffer）提供了一种不依赖于X Window系统的图形绘制方式，而海思TDE（Two Dimension Engine）则为图形加速提供了强大的硬件支持。本文将介绍如何在Linuxfb环境下结合海思TDE API实现高效的2D图形加速。

一、背景知识

Linuxfb简介

Linuxfb是Linux内核提供的一个子系统，它允许用户空间程序直接访问图形硬件，进行图形绘制。Linuxfb抽象了底层的图形硬件细节，为上层应用提供了统一的编程接口。

海思TDE简介

海思TDE是海思半导体提供的一种硬件加速引擎，专门用于2D图形操作。它能够快速完成位图搬移、缩放、颜色填充等操作，显著提升图形处理的效率。

二、目标与动机

将海思TDE API集成到Linuxfb中，可以充分利用硬件加速的优势，提升图形绘制的性能。这对于需要高性能图形显示的嵌入式应用（如工业控制、车载系统等）来说尤为重要。

三、实现步骤详解

1. 初始化TDE设备

在使用TDE功能之前，需要初始化TDE设备。在QLinuxFbScreen::initialize()函数中添加以下代码：

HI_S32 s32Ret = HI_TDE2_Open();
if (s32Ret != HI_SUCCESS) {qErrnoWarning("Failed to open TDE device");close(mFbFd);return false;
}

2. 创建和提交TDE任务

在QRegion QLinuxFbScreen::doRedraw()函数中添加TDE相关代码时，需要确保在合适的位置调用TDE的API。以下是具体的建议：

修改后的QRegion QLinuxFbScreen::doRedraw()函数：

QRegion QLinuxFbScreen::doRedraw() {QRegion touched = QFbScreen::doRedraw();if (touched.isEmpty()) {return touched;}// 创建TDE任务TDE_HANDLE tdeHandle = HI_TDE2_BeginJob();if (tdeHandle <= 0) {qErrnoWarning("Failed to create TDE job");return touched;}// 执行位图搬移操作或其他TDE加速操作TDE2_SURFACE_S srcSurface, dstSurface;TDE2_RECT_S srcRect, dstRect;// 配置源位图和目标位图信息srcSurface.PhyAddr = (HI_U64)mMmap[0].data;srcSurface.enColorFmt = TDE2_COLOR_FMT_ARGB8888;srcSurface.u32Width = mGeometry.width();srcSurface.u32Height = mGeometry.height();srcSurface.u32Stride = mBytesPerLine;dstSurface.PhyAddr = (HI_U64)mMmap[1].data;dstSurface.enColorFmt = TDE2_COLOR_FMT_ARGB8888;dstSurface.u32Width = mGeometry.width();dstSurface.u32Height = mGeometry.height();dstSurface.u32Stride = mBytesPerLine;// 配置操作区域srcRect.s32Xpos = 0;srcRect.s32Ypos = 0;srcRect.u32Width = mGeometry.width();srcRect.u32Height = mGeometry.height();dstRect.s32Xpos = 0;dstRect.s32Ypos = 0;dstRect.u32Width = mGeometry.width();dstRect.u32Height = mGeometry.height();// 执行快速位图搬移HI_TDE2_QuickCopy(tdeHandle, &srcSurface, &srcRect, &dstSurface, &dstRect);// 提交TDE任务HI_S32 s32Ret = HI_TDE2_EndJob(tdeHandle, HI_TRUE, HI_TRUE, 20);if (s32Ret != HI_SUCCESS) {qErrnoWarning("Failed to submit TDE job");return touched;}// 如果没有使用mBlitter，可以继续使用QPainter进行绘制if (!mBlitter) {mBlitter = new QPainter(&mFbScreenImage);}mBlitter->setCompositionMode(QPainter::CompositionMode_Source);for (const QRect &rect : touched) {mBlitter->drawImage(rect, *mScreenImage, rect);}return touched;
}

3. 关闭TDE设备

在QLinuxFbScreen类的析构函数中关闭TDE设备：

~QLinuxFbScreen() {HI_TDE2_Close();// 其他清理工作...
}

四、调试与优化技巧

调试技巧

在开发过程中，充分使用日志输出来跟踪TDE操作的状态和结果。
使用海思提供的调试工具对TDE任务进行性能分析和调试。

性能优化

根据实际需求调整TDE任务的优先级和超时时间。
合理规划位图的操作区域，避免不必要的图形操作。

五、完整示例代码

以下是结合海思TDE API的Linuxfb重绘函数的完整示例代码：

QRegion QLinuxFbScreen::doRedraw() {QRegion touched = QFbScreen::doRedraw();if (touched.isEmpty()) {return touched;}// 创建TDE任务TDE_HANDLE tdeHandle = HI_TDE2_BeginJob();if (tdeHandle <= 0) {qErrnoWarning("Failed to create TDE job");return touched;}// 执行位图搬移操作TDE2_SURFACE_S srcSurface, dstSurface;TDE2_RECT_S srcRect, dstRect;srcSurface.PhyAddr = (HI_U64)mMmap[0].data;srcSurface.enColorFmt = TDE2_COLOR_FMT_ARGB8888;srcSurface.u32Width = mGeometry.width();srcSurface.u32Height = mGeometry.height();srcSurface.u32Stride = mBytesPerLine;dstSurface.PhyAddr = (HI_U64)mMmap[1].data;dstSurface.enColorFmt = TDE2_COLOR_FMT_ARGB8888;dstSurface.u32Width = mGeometry.width();dstSurface.u32Height = mGeometry.height();dstSurface.u32Stride = mBytesPerLine;srcRect.s32Xpos = 0;srcRect.s32Ypos = 0;srcRect.u32Width = mGeometry.width();srcRect.u32Height = mGeometry.height();dstRect.s32Xpos = 0;dstRect.s32Ypos = 0;dstRect.u32Width = mGeometry.width();dstRect.u32Height = mGeometry.height();HI_TDE2_QuickCopy(tdeHandle, &srcSurface, &srcRect, &dstSurface, &dstRect);// 提交TDE任务HI_S32 s32Ret = HI_TDE2_EndJob(tdeHandle, HI_TRUE, HI_TRUE, 20);if (s32Ret != HI_SUCCESS) {qErrnoWarning("Failed to submit TDE job");return touched;}// 使用QPainter进行额外绘制（可选）if (!mBlitter) {mBlitter = new QPainter(&mFbScreenImage);}mBlitter->setCompositionMode(QPainter::CompositionMode_Source);for (const QRect &rect : touched) {mBlitter->drawImage(rect, *mScreenImage, rect);}return touched;
}