《MiniPRO H750开发指南》第四十九章 硬件JPEG解码实验

第四十九章硬件JPEG解码实验​

上一章，我们学习了图片解码，学会了使用软件解码显示bmp/jpg/jpeg/gif等格式的图片，但是软件解码速度都比较慢，本章我们将学习如何使用STM32H750自带的硬件JPEG编解码器，实现对JPG/JPEG图片的硬解码，从而大大提高解码速度。​

本章分为如下几个小节：​

49.1 硬件JPEG编解码器简介 ​

49.2 硬件设计​

49.3 程序设计​

49.4 下载验证​

49.1 硬件JPEG编解码器简介​

STM32H750自带了硬件JPEG编解码器，可以实现快速JPG/JPEG编解码，本章我们仅使用JPG/JPEG解码器。STM32H7的JPEG编解码器具有如下特点： ​

• 支持JPEG编码/解码​
• 支持RGB、YCbCr、YCMK与BW（灰度）色彩空间​
• 单周期解码/编码一个像素​
• 支持JPEG头数据编解码​
• 多达4个可编程量化表​
• 单周期哈夫曼表编解码​
• 完全可编程的哈弗曼表（AC和DC各2个）​
• 完全可编程的最小编码单元（MCU） ​
• 单周期哈弗曼编码/解码

49.1.1 JPEG编解码器框图​

STM32H7的JPEG编解码器框图如图49.1.1.1所示：​

图49.1.1.1硬件JPEG编解码器框图​

图中，硬件JPEG编解码器的输入和输出数据流都是通过32位AHB总线访问，其它的JPEG内部信号如下表所示：​

表49.1.1.1 JPEG内部信号​

49.1.2 JPEG解码器功能​

我们只需要对JPEG编解码器的相关寄存器进行设置，然后读写输入/输出FIFO，即可完成JPEG的编解码。本章，我们只介绍如何利用STM32H7的硬件JPEG解码器实现对JPG/JPEG图片的解码。​

硬件JPEG解码器，支持解码符合ISO/IEC10918-1协议规范的JPEG数据流，并且支持解码JPEG头（可配置），通过输入FIFO读取需要解码的JPEG数据，通过输出FIFO将解码完成的YUV数据传输给外部。​

注意：硬件JPEG解码器解码完成后是YUV格式的数据，并不是RGB格式的数据，所以不能直接显示到LCD上面，必须经过YUVàRGB的转换，才可以显示在LCD上面。​

硬件JPEG解码时FIFO数据的处理（读取/写入）有两种方式：​

1. 中断方式。​
2. DMA方式（JPEG编解码内核使用的是MDMA，下同！）。​

为了达到最快的解码速度，我们一般使用DMA来处理FIFO数据。接下来，我们介绍一下硬件JPEG解码的数据处理过程。​

1、输入FIFO MDMA ​

通过jpeg_ift_trg信号（对应MDMA数据流17，见《STM32H7xx参考手册_V7（英文版）.pdf》第597页，Table 100），可以触发JPEG输入FIFO的MDMA请求，当输入FIFO（总容量为64字节）至少半空的时候，将产生一个MDMA请求，读取32字节数据到输入FIFO。当MDMA不再继续往JPEG输入FIFO传送数据时，JPEG解码进程将自动暂停，因此，我们只需要控制MDMA的启停，就可以控制JPEG的解码进程，这个操作在MDMA传输完成，读取下一批JPEG数据的时候经常用到。​

注意：在当前图片解码完成后，开启下一张图片解码之前，需要先停止MDMA，然后对输入FIFO进行一次清空（设置JPEG_CR寄存器的IFF位），否则上一张图片的数据会影响到下一张图片的解码。​

2、输出FIFO MDMA ​

通过jpeg_oft_trg信号（对应MDMA数据流19，见《STM32H7xx参考手册_V7（英文 版）.pdf》第597页，Table 100），可以触发JPEG输出FIFO的MDMA，当输出FIFO（总容量为64字节）至少半满的时候，将产生一个MDMA请求，可以从输出FIFO读取32字节数据。当MDMA不再读取JPEG输出FIFO的数据时，JPEG输出FIFO被暂停，这个操作在MDMA传输完成，执行YUVàRGB转换的时候经常用到。​

注意：当图片解码结束以后，输出FIFO里面可能还有数据，此时我们需要手动读取FIFO里面的数据，直到JPEG_SR寄存器的OFNEF位为0。​

3、JPEG头解码​

通过设置JPEG_CONFR1寄存器的HDR位为1，可以使能JPEG头解码，通过设置JPEG_CR寄存器HPDIE位为1，可以使能JPEG头解码完成中断。在完成JPEG头解码之后，我们可以获取当前JPEG图片的很多参数，包括：颜色空间、色度抽样、高度、宽度和MCU总数等信息。这些参数对我们后面的解码和颜色转换（YUVàRGB）非常重要。​

硬件JPEG使用DMA实现JPG/JPEG图片解码的数据处理流程如图49.1.2.1所示：​

图49.1.2.1硬件JPEG解码数据处理流程（DMA方式）​

由图可知，数据处理主要由2个MDMA完成：输入MDMA和输出MDMA，分别处理硬件JPEG的输入FIFO和输出FIFO的数据。通过适当控制输入MDMA/输出MDMA的关闭和重启，从而控制整个数据处理的进程，关闭MDMA的时间越少，解码速度就越快。​

图中我们还用到了2个JPEG中断：JPEG头解析完成中断和JPEG解码完成中断，他们共用一个中断服务函数。JPEG头解析完成中断，在JPEG头解码完成后进入，此时我们可以获取JPG/JPEG图片的很多重要信息，方便后续解码。JPEG解码完成中断，在JPG/JPEG图片解码完成后进入，标志着整张图片解码完成。​

49.1.3 MDMA简介​

MDMA属于STM32H7内部4个DMA控制器之一，它的主要特点有：​

• 支持3种传输方式：内存à内存、内存à外设、外设à内存​
• 支持多达16个通道​
• 支持多达32个硬件触发源，且支持软件触发​
• 所有通道都可以独立设置并连接到DMA1/DMA2或相关外设​
• 一个256级深度buffer，被分成2个独立的128级buffer（先入/先出，即FIFO）​
• 4个优先级可设置：非常高、高、中、低​
• 源和目标的传输位宽可以独立设置（字节、半字、字、双字）​
• 源地址/目标地址自增和大小都可以独立设置​

我们重点看一下MDMA和DMA1/2的差异（DMA1/DMA2的详细介绍请参考第三十章DMA实验），MDMA支持4种触发模式（通过TRGM[1:0]位设置），具体如下：​

1、缓冲传输模式（最多一次可以传输128字节）​

2、块传输模式（最多一次可以传输64K字节）​

3、重复块传输模式（每次传输后，可配置改变源/目标的起始地址）​

4、链表模式（直到各个信道数据传输完毕，比较复杂，一般不用）​

而DMA1/DMA2只支持单次传输和突发传输，且突发传输仅支持4、8和16等个传输长度，本实验我们用MDMA的缓冲传输模式，因为JPEG的输入/输出FIFO每次都是读取/输出32字节，因此我们用缓冲模式（TRGM[1:0]=00），并设置单次触发传输长度为32字节（TLEN[6:0]=32-1），就可以很好的和JPEG的输入/输出FIFO匹配了。​

关于MDMA的具体配置，我们在这里就不详细介绍了，MDMA的配置和DMA1/DMA2基本类似，不过稍微复杂一点。关于MDMA的详细介绍，请参考《STM32H7xx参考手册_V7（英文版）.pdf》第14章。​

49.1.4 YUV转RGB操作​

在STM32F7系列MCU上面，要实现YUV到RGB的转换，必须使用纯软件的方式来实现，比较耗时间。但是到了H7系列MCU，ST添加了硬件YUV到RGB转换的功能，我们通过DMA2D可以很方便的实现YUV到RGB的硬件转换。

H7的DMA2D支持将：YCbCr 4:4:4（YUV444），4:2:2（YUV422）和4:2:0（YUV420）等三种抽样格式的颜色数据转换成RGB数据格式。DMA2D执行YCbCr数据格式转换的时候是以8*8的最小编码单元（MCU）为基础的，YCbCr数据在MCU内的排列顺序如下表所示：

图49.1.4.1 MCU中不同抽样方式下YCbCr的排列方式

由上表可知：

YCbCr4:4:4（YUV444）抽样，每个RGB像素占3个YCbCr字节

YCbCr4:2:2（YUV422）抽样，每个RGB像素占2个YCbCr字节

YCbCr4:2:0（YUV420）抽样，每个RGB像素占1.5个YCbCr字节

为了保障DMA2D能够正确的执行YCbCr到RGB的转换，当图片采用：YCbCr 4:4:4的抽样方式时，图片宽度（DMA2D_NLR寄存器的PL[13:0]定义）+行偏移（DMA2D_FGOR寄存器的LO[15:0]定义）必须是8的倍数。当图片采用：YCbCr 4:2:2或YCbCr 4:2:0的抽样方式时，图片宽度（DMA2D_NLR寄存器的PL[13:0]定义）+行偏移（DMA2D_FGOR寄存器的LO[15:0]定义）必须是16的倍数。为了简化处理和节省内存，我们采用单幅图像，多次解码的方式来完成解码，因此规定：对于硬件JPEG解码的图片，其宽度必须是16的倍数。

DMA2D执行内存到内存的YCbCràRGB转换的简要设置（行偏移为0）如下：

1. 设置DMA2D_CR寄存器的MODE[2:0]=001，DMA2D工作在带PFC的存储器到存储器模式。
2. 设置DMA2D_OPFCCR的CM[2:0]=010，设置PFC输出图像格式为：RGB565。
3. 设置DMA2D_FGPFCCR的CSS[1:0]为正确的抽样方式（YCbCr 4:4:4/4:2:2/4:2:0，根据实际情况设置），并设置CM[3:0]=1011，设置输入图像格式为：YCbCr。
4. 设置DMA2D_NLR的PL[13:0]为图像宽度（必须为16的倍数），NL[15:0]为单次转换输出的图像高度（YCbCr 4:4:4和YCbCr 4:2:2每次输出8的倍数行，YCbCr 4:2:0每次输出16的倍数行）。
5. 设置DMA2D_OMAR的MA[31:0]为输出图像数据的首地址。该地址需根据单次输出的图像高度和宽度，进行变化，以完成整幅图像的输出。
6. 设置DMA2D_FGMAR的MA[31:0]为输入图像数据的首地址。另外，单次输入图像数据的大小，是有要求的。输入图像是YCbCr数据格式，根据前面的介绍，不同抽样率下，最小输入图像数据的大小为：单次输出行数*YCbCr每个像素所占字节数*图像宽度
   对于YCbCr 4:4:4，最小输入图像数据大小为：8*3*图像宽度
   对于YCbCr 4:2:2，最小输入图像数据大小为：8*2*图像宽度
   对于YCbCr 4:2:0，最小输入图像数据大小为：16*1.5*图像宽度
7. 最后，设置DMA2D_CR寄存器的START位为1，使能DMA2D传输。然后等待传输完成就可以完成一次YCbCràRGB的转换。

以上，就是利用DMA2D进行YCbCr到RGB图像数据转换的简要设置，DMA2D的相关寄存器我们这里就不做介绍，详见《STM32H7xx参考手册_V7（英文版）.pdf》第18章相关章节。​

49.1.5 JPEG编解码器寄存器​

下面介绍本实验需要用到的JPEG 编解码器寄存器。​

• JPEG编解码器控制寄存器0（JPEG_CONFR0）​该寄存器仅最低位（START位）有效，设置该位为1，可以启动JPEG解码流程。通过设置该位为0，可以退出当前JPEG解码。​
• JPEG编解码器配置寄存器1（JPEG_CONFR1）​JPEG编解码器配置寄存器1描述如图49.1.5.1所示：​



• 
  图49.1.5.1 JPEG_CONFR1寄存器​
  YSIZE[15:0]位，定义JPEG图片的高度，读取该寄存器可以获得图片高度（注意：需要在JPEG头解析成功以后，才可以读取该寄存器获取图片高度，下同）。​
  HDR位，用于设置是否使能JPEG头解码，我们一般设置为1，使能JPEG头解码。​
  DE位，用于设置硬件JPEG工作模式，我们设置为1，表示使用JPEG解码模式。​
  NF[1:0]位，这两个位用于定义色彩组成：00，表示灰度图片；01，未用到；10，表示YUV/RGB；11表示CYMK。 ​
• JPEG编解码器配置寄存器3（JPEG_CONFR3）​JPEG编解码器配置寄存器3描述如图49.1.5.2所示：​



• 
  图49.1.5.2 JPEG_CONFR3寄存器​
  该寄存器仅高16位（YSIZE[15:0]）有效，定义JPEG图片的宽度，读取该寄存器可以获得图片宽度。​
  另外，还有JPEG配置寄存器4~7：JPEG_CONFR4~7，这四个寄存器ST官方数据手册对其解释也不是很清楚，但是我们可以参考ST官方提供的参考代码，知道这四个寄存器的NB[3:0]位用来表示YUV的抽样方式（YUV422、YUV420、YUV444），详见本例程源码。​
• JPEG控制寄存器（JPEG_CR）​JPEG控制寄存器描述如图49.1.5.3所示：​



• 
  图49.1.5.3 JPEG_CR寄存器​
  OFF位，用于清空输出FIFO，在启动新图片解码之前，需要对输出FIFO进行清空。​
  IFF位，用于清空输入FIFO，在启动新图片解码之前，需要对输入FIFO进行清空。​
  HPDIE位，用于使能JPEG头解码完成中断，我们设置为1，使能JPEG头解码完成中断，在中断服务函数里面读取JPEG的相关信息（长宽、颜色空间、色度抽样等），并根据色度抽样方式，获取对应的YUVàRGB转换函数。​
  EOCIE位，用于使能JPEG解码完成中断，我们设置为1，使能JPEG解码完成中断，在中断服务函数里面标记JPEG解码完成，以便结束JPEG解码流程。​
  JCEN位，用于使能硬件JPEG内核，我们必须设置此位为1，以启动硬件JPEG内核。​
• JPEG状态寄存器（JPEG_SR）​JPEG状态寄存器描述如图49.1.5.4所示：​



• 
  图49.1.5.4 JPEG_SR寄存器​
  HPDF位，表示JPEG头解码完成的标志，当该位为1时，表示JPEG头解析成功，我们可以读取相关寄存器，获取JPEG图片的长宽、颜色空间和色度抽样等重要信息。向JPEG_FCR寄存器的CHPDF位写1，可以清零此位。​
  EOCF位，表示JPEG解码结束标志，该位为1时，表示一张JPEG图像解码完成。此时我们可以从输出FIFO读取最后的数据。向JPEG_FCR寄存器的CEOCF位写1，可以清零此位。​
• JPEG清零标志寄存器（JPEG_CFR）​

JPEG清零标志寄存器描述如图49.1.5.5所示：​

图49.1.5.5 JPEG_CFR寄存器​

该寄存器，仅两位有效：CHPDF位和CEOCF位，向这两个位写入1，可以分别清除JPEG_SR寄存器的HPDF和EOCF位。​

最后是JPEG数据输入寄存器（JPEG_DIR）和JPEG数据输出寄存器（JPEG_DOR），这两个寄存器都是32位有效，前者用于往输入FIFO写入数据。后者用于读取输出FIFO的数据。​

49.2 硬件设计​

1. 例程功能​

1、本实验开机的时候先检测字库，然后检测SD卡是否存在，如果SD卡存在，则开始查找SD卡根目录下的PICTURE文件夹，如果找到则显示该文件夹下面的图片文件（支持bmp、jpg、jpeg或gif格式），循环显示，通过按KEY0和KEY1可以快速浏览下一张和上一张，KEY_UP按键用于暂停/继续播放，LED1用于指示当前是否处于暂停状态。如果未找到PICTURE文件夹/任何图片文件，则提示错误。​

注意:本例程的实验现象，同上一章(图片显示实验)完全一模一样，唯一的区别，就是JPEG解码速度 (要求图片分辨率小于等于LCD分辨率) 变快了很多。​

对比上一章的图片显示，大家可以利用USMART测试同一张JPEG图片，软件解码和硬件解码的时间差距。本实验也可以通过USMART调用ai_load_picfile和minibmp_decode解码任意指定路径的图片。​

2、LED0闪烁，提示程序运行。​

2. 硬件资源​

1）RGB灯​

RED ：LED0 - PB4 ​

GREEN ：LED1 - PE6​

2）串口1(PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面)​

3）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动)​

4）独立按键 ：KEY0 - PA1、KEY1 - PA15、WK_UP - PA0​

5）SD卡，通过SDMMC1(SDMMC_D0~D4(PC8~PC11)，​

SDMMC_SCK(PC12)，SDMMC_CMD(PD2))连接​

6）norflash(QSPI FLASH芯片，连接在QSPI上)​

7）硬件JPEG解码内核(STM32H750自带)​

49.3 程序设计​

49.3.1 硬件JPEG解码JPG/JPEG的简要步骤​

为了提高速度，我们直接操作寄存器，没有使用HAL库提供的函数。​

所以HAL库的内容就讲解了，接下来，我们看看在DMA模式下，使用STM32H7的硬件JPEG解码JPG/JPEG的简要步骤： ​

1）初始化硬件JPEG内核。​

首先，我们通过设置AHB3ENR的bit5位为1，使能硬件JPEG内核时钟，然后通过JPEG_CR寄存器的JCEN位，使能硬件JPEG。通过清零JPEG_CONFR0寄存器的START位，停止JPEG编解码进程。通过设置JPEG_CONFR1寄存器的HDR位，使能JPEG头解码。最后设置JPEG中断服务函数的中断优先级，完成初始化硬件JPEG内核过程。 ​

2）初始化硬件JPEG解码。​

在初始化硬件JPEG内核以后，我们配置JPEG内核工作在JPEG解码模式。通过设置JPEG_CONFR1寄存器的DE位，使能JPEG解码模式。然后设置JPEG_CR寄存器的OFF、IFF、HPDIE、EOCIE等位，清空输出/输入FIFO，并开启JPEG头解码完成和JPEG解码完成中断。最后，设置JPEG_CONFR0寄存器的START位，启动JPEG解码进程。​

注意：此时我并未开启JPEG的输入和输出MDMA，只要我们不往输入FIFO写入数据，JPEG内核就一直处于等待数据输入状态。 ​

3）配置硬件JPEG输入/输出MDMA。​

这一步，我们将配置JPEG的输入MDMA和输出MDMA，分别负责JPEG输入FIFO和输出FIFO的数据传输。对于输入MDMA，目标地址为JPEG_DIR寄存器地址，源地址为一片内存区域，利用输入MDMA实现JPEG输入FIFO数据的自动填充。对于输出MDMA，目标地址为一片内存区域，源地址为JPEG_DOR寄存器地址，利用输出MDMA实现JPEG输出FIFO数据自动搬运到对应内存区域。对于输入MDMA和输出MDMA，我们都需要开启传输完成中断，并设置相关中断服务函数。在传输完成中断里面，实现对输入输出数据的处理。 ​

4）编写相关中断服务函数，启动MDMA。​

我们总共开启了4个中断：JPEG头解码完成中断、JPEG解码完成中断、输入MDMA传输完成中断和输出MDMA传输完成中断。前两个和后两个中断分别共用一个中断服务函数，所以我们总共只需要编写2个中断服务函数。另外，我们采用回调函数的方式，对数据进行处理，总共需要编写4个回调函数，分别对应4个中断产生时的数据处理。在配置完这些以后，启动MDMA，开始执行JPEG解码。​

注意：输出MDMA的配置和启动，我们放在JPEG头解码完成中断回调函数里的，因为输出YCbCr数据的多少和单次输出行数，得根据抽样方式进行不同的设置，因此我们必须先等到解析完JPEG头以后，再来配置输出MDMA。​

5）处理JPEG数据输出数据，执行YUVàRGB转换，并送LCD显示。​

最后，在主循环里面，根据输入MDMA和输出MDMA的数据处理情况，持续从源文件读取JPEG数据流，并利用DMA2D，将硬件JPEG解码完成的YCbCr（YUV）数据流转换成RGB格式。最后，在完成一张JPEG解码之后，将RGB数据直接一次性显示到LCD屏幕上，实现图片显示。 ​

49.3.2 程序流程图​

图49.3.2.1 硬件JPEG解码实验程序流程图​

49.3.3 程序解析​

1. JPEGCODEC驱动代码​

这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。JPEGCODEC驱动源码包括两个文件：jpegcodec.c和jpegcodec.h。 ​

jpegcodec.h头文件定义了两个结构体和一些宏定义，下面重点围绕jpeg_codec_typedef这个结构体介绍一下，jpegcodec.h的相关内容定义如下：​

#define JPEG_DMA_INBUF_LEN 4096  /* 单个MDMA IN BUF的大小 */​
#define JPEG_DMA_INBUF_NB 10  /* MDMA IN BUF的个数 */​
#define JPEG_DMA_OUTBUF_NB 2   /* MDMA OUT BUF的个数 */​

/* JPEG数据缓冲结构体 */​
typedef struct​
{​
 uint8_t sta;  /* 状态:0,无数据;1,有数据 */​
 uint8_t *buf;  /* JPEG数据缓冲区 */​
 uint16_t size;  /* JPEG数据长度 */​
} jpeg_databuf_type;​

#define JPEG_STATE_NOHEADER 0   /* HEADER未读取,初始状态 */​
#define JPEG_STATE_HEADEROK 1   /* HEADER读取成功 */​
#define JPEG_STATE_FINISHED 2   /* 解码完成 */​
#define JPEG_STATE_ERROR 3   /* 解码错误 */​

#define JPEG_YCBCR_COLORSPACE JPEG_CONFR1_COLORSPACE_0​
#define JPEG_CMYK_COLORSPACE JPEG_CONFR1_COLORSPACE​

/* jpeg编解码控制结构体 */​
/typedef struct​
{​
 JPEG_ConfTypeDef Conf;  /* 当前JPEG文件相关参数 */​
 jpeg_databuf_type inbuf[JPEG_DMA_INBUF_NB];  /* MDMA IN buf */​
 jpeg_databuf_type outbuf[JPEG_DMA_OUTBUF_NB]; /* MDMA OUT buf */​
 volatile uint8_t inbuf_read_ptr;  /* MDMA IN buf当前读取位置 */​
 volatile uint8_t inbuf_write_ptr;  /* MDMA IN buf当前写入位置 */​
 volatile uint8_t indma_pause;  /* 输入MDMA暂停状态标识 */​
 volatile uint8_t outbuf_read_ptr;  /* MDMA OUT buf当前读取位置 */​
 volatile uint8_t outbuf_write_ptr;  /* MDMA OUT buf当前写入位置 */​
 volatile uint8_t outdma_pause;  /* 输入MDMA暂停状态标识 */​
volatile uint8_t state;/* 解码状态;0,未识别到Header;1,识别到了Header;2,解码完成*/​

/* YUV输出的字节数,使得完成一次DMA2D YUV2RGB转换,刚好是图片宽度的整数倍​
图片,每个像素占1.5个YUV字节,每次输出16行,yuvblk_size=图片宽度*16*1.5​
图片,每个像素占2个YUV字节和RGB565一样,每次输出8行,yuvblk_size=图片宽度*8*2​
图片,每个像素占3个YUV字节,每次输出8行,yuvblk_size=图片宽度*8*3 */​
uint32_t yuvblk_size; ​

/* 每个YUV块输出像素的高度,对于YUV420,为16,对于YUV422/YUV444为8 */​
 uint16_t yuvblk_height;​
 uint16_t yuvblk_curheight; /* 当前输出高度,0~分辨率高度 */​
} jpeg_codec_typedef;​
该结构体用于控制整个JPEG解码，下面分别介绍一下它的成员：​
Conf用于存储当前JPEG文件的一些相关信息，其结构体类型定义如下：​
/* JPEG文件信息结构体 */​
typedef struct​
{​
 u8 ColorSpace; /* 图像的颜色空间: gray-scale/YCBCR/RGB/CMYK */​
 /* YCBCR/CMYK颜色空间的色度抽样情况: 0：4:4:4； 1：4:2:2； 2：4:1:1； 3：4:2:0 */​
 u8 ChromaSubsampling;​
 u32 ImageHeight; /* 图像高度 */ ​
 u32 ImageWidth; /* 图像宽度 */ ​
 u8 ImageQuality; /* 图像编码质量:1~100 */​
}JPEG_ConfTypeDef;

inbuf和outbuf分表代表输入MDMA FIFO和输出MDMA FIFO，使用FIFO来处理MDMA数据，可以提高读写效率。注意：这里的输入MDMA FIFO和输出MDMA FIFO同JPEG的输入FIFO和输出FIFO是不一样的，要注意区分。通过JPEG_DMA_INBUF_NB和JPEG_DMA_OUTBUF_NB宏定义，我们可以修改输入DMA FIFO和输出DMA FIFO的深度。​

其它，还有输入输出MDMA FIFO的读写位置、暂停状态、解码状态、单次YUV输出字节数、单次输出图像高度和当前输出高度等信息。​

下面开始介绍jpegcodec.c文件，首先是JPEG规范(ISO/IEC 10918-1标准)的样本量化表，其定义如下：​

/* JPEG规范(ISO/IEC 10918-1标准)的样本量化表​
获取JPEG图片质量时需要用到​
 */​
const uint8_t JPEG_LUM_QuantTable[JPEG_QUANT_TABLE_SIZE] =​
{​
 16, 11, 10, 16, 24, 40, 51, 61, 12, 12, 14, 19, 26, 58, 60, 55,​
 14, 13, 16, 24, 40, 57, 69, 56, 14, 17, 22, 29, 51, 87, 80, 62,​
 18, 22, 37, 56, 68, 109, 103, 77, 24, 35, 55, 64, 81, 104, 113, 92,​
 49, 64, 78, 87, 103, 121, 120, 101, 72, 92, 95, 98, 112, 100, 103, 99​
};​

const uint8_t JPEG_ZIGZAG_ORDER[JPEG_QUANT_TABLE_SIZE] =​
{​
 0, 1, 8, 16, 9, 2, 3, 10, 17, 24, 32, 25, 18, 11, 4, 5,​
 12, 19, 26, 33, 40, 48, 41, 34, 27, 20, 13, 6, 7, 14, 21, 28,​
 35, 42, 49, 56, 57, 50, 43, 36, 29, 22, 15, 23, 30, 37, 44, 51,​
 58, 59, 52, 45, 38, 31, 39, 46, 53, 60, 61, 54, 47, 55, 62, 63​
};

这两个数组在后面的jpeg_get_quality函数，获取JPEG图片质量时需要用到。​

下面介绍的是JPEG硬件解码输入MDMA配置函数，其定义如下：​

/**​
硬件解码输入MDMA配置​
输入MDMA存储器地址​
输入MDMA数据长度,0~262143,以字节为单位​
无​
 */​
void jpeg_in_dma_init(uint32_t meminaddr, uint32_t meminsize)​
{​
 uint32_t regval = 0;​
 uint32_t addrmask = 0;​
 RCC->AHB3ENR |= 1 << 0;  /* 使能MDMA时钟 */​
 MDMA_Channel7->CCR = 0;  /* 输入MDMA清零 */​

 while (MDMA_Channel7->CCR & 0X01); /* 等待MDMA_Channel7关闭完成 */​
 MDMA_Channel7->CIFCR = 0X1F;  /* 中断标志清零 */​
 MDMA_Channel7->CCR |= 1 << 2;  /* CTCIE=1,使能通道传输完成中断 */​
MDMA_Channel7->CCR |= 2 << 6;  /* PL[1:0]=2,高优先级 */​
 MDMA_Channel7->CBNDTR = meminsize; /* 传输长度为meminsize */​
 MDMA_Channel7->CDAR = (uint32_t)&JPEG->DIR; /* 目标地址为:JPEG->DIR */​
 MDMA_Channel7->CSAR = meminaddr;  /* meminaddr作为源地址 */​
 regval = 0 << 28; /* TRGM[1:0]=0,每个MDMA请求触发一次buffer传输 */​
 regval |= 1 << 25;  /* PKE=1,打包使能 */​
 regval |= (32 - 1) << 18;  /* TLEN[6:0]=31,buffer传输长度为32字节 */​
 regval |= 4 << 15;  /* DBURST[2:0]=4,目标突发传输长度为16 */​
 regval |= 4 << 12;  /* SBURST[2:0]=4,源突发传输长度为16 */​
 regval |= 0 << 8;  /* SINCOS[1:0]=0,源地址变化单位为8位(字节) */​
 regval |= 2 << 6;  /* DSIZE[1:0]=2,目标位宽为32位 */​
 regval |= 0 << 4;  /* SSIZE[1:0]=0,源位宽为8位 */​
 regval |= 0 << 2;  /* DINC[1:0]=0,目标地址固定 */​
 regval |= 2 << 0;  /* SINC[1:0]=2,源地址自增 */​
 MDMA_Channel7->CTCR = regval; /* 设置CTCR寄存器 */​
/* MDMA的硬件触发通道17触发inmdma,通道17=JPEG input FIFO threshold​
详见< STM32H7xx参考手册_V7（英文版）.pdf页,table 95 */​
 MDMA_Channel7->CTBR = 17 << 0; ​
 addrmask = meminaddr & 0XFF000000; /* 获取掩码 */​
/* 使用AHBS总线访问DTCM/ITCM */​
 if (addrmask == 0X20000000 || addrmask == 0)MDMA_Channel7->CTBR |= 1 << 16; ​
 HAL_NVIC_SetPriority(MDMA_IRQn,2,3);/* 设置中断优先级，抢占优先级2，子优先级3 */​
 HAL_NVIC_EnableIRQ(MDMA_IRQn);  /* 开启MDMA中断 */​
}

该函数用于初始化JPEG输入FIFO的MDMA通道，使用buffer传输，单次触发传输32字节，满足JPEG输入FIFO的传输要求。​

下面介绍的是JPEG硬件解码输出MDMA配置函数，其定义如下：​

/**​
硬件解码输出MDMA配置​
输出MDMA存储器地址​
输出MDMA数据长度,0~262143,以字节为单位​
无​
 */​
void jpeg_out_dma_init(uint32_t memoutaddr, uint32_t memoutsize)​
{​
 uint32_t regval = 0;​
 uint32_t addrmask = 0;​
 RCC->AHB3ENR |= 1 << 0;  /* 使能MDMA时钟 */​
 MDMA_Channel6->CCR = 0;  /* 输出MDMA清零 */​

 while (MDMA_Channel6->CCR & 0X01);  /* 等待MDMA_Channel6关闭完成 */​

 MDMA_Channel6->CIFCR = 0X1F;  /* 中断标志清零 */​
 MDMA_Channel6->CCR |= 3 << 6;  /* PL[1:0]=2,最高优先级 */​
 MDMA_Channel6->CCR |= 1 << 2;  /* CTCIE=1,使能通道传输完成中断 */​
 MDMA_Channel6->CBNDTR = memoutsize; /* 传输长度为meminsize */​
 MDMA_Channel6->CDAR = memoutaddr;  /* 目标地址为:memoutaddr */​
 MDMA_Channel6->CSAR = (uint32_t)&JPEG->DOR; /* JPEG->DOR作为源地址 */​
 regval = 0 << 28; /* TRGM[1:0]=0,每个MDMA请求触发一次buffer传输 */​
 regval |= 1 << 25;  /* PKE=1,打包使能 */​
 regval |= (32 - 1) << 18;  /* TLEN[6:0]=31,buffer传输长度为32字节 */​
 regval |= 4 << 15;  /* DBURST[2:0]=4,目标突发传输长度为16 */​
 regval |= 4 << 12;  /* SBURST[2:0]=4,源突发传输长度为16 */​
 regval |= 0 << 10;  /* DINCOS[1:0]=0,目标地址变化单位为8位(字节) */​
 regval |= 0 << 6;  /* DSIZE[1:0]=0,目标位宽为8位 */​
 regval |= 2 << 4;  /* SSIZE[1:0]=2,源位宽为32位 */​
 regval |= 2 << 2;  /* DINC[1:0]=2,目标地址自增 */​
 regval |= 0 << 0;  /* SINC[1:0]=0,源地址固定 */​
 MDMA_Channel6->CTCR = regval;  /* 设置CTCR寄存器 */​
/* MDMA的硬件触发通道19触发outmdma,通道19=JPEG output FIFO threshold */​
MDMA_Channel6->CTBR = 19 << 0;​

/* 详见< STM32H7xx参考手册_V7（英文版）.pdf页,table 95 */​
 addrmask = memoutaddr & 0XFF000000; /* 获取掩码 */​
 /* 使用AHBS总线访问DTCM/ITCM */​
if (addrmask == 0X20000000 || addrmask == 0)MDMA_Channel6->CTBR |= 1 << 17; ​

 HAL_NVIC_SetPriority(MDMA_IRQn,2,3);/* 设置中断优先级，抢占优先级2，子优先级3 */​
 HAL_NVIC_EnableIRQ(MDMA_IRQn); /* 开启MDMA中断 */​
}

该函数用于初始化JPEG输出FIFO的MDMA通道，使用buffer传输，单次触发传输32字节，满足JPEG输出FIFO的传输要求。​

下面介绍一些中断处理函数和回调函数，它们的定义分别如下：​

void (*jpeg_in_callback)(void);  /* JPEG MDMA输入回调函数 */​
void (*jpeg_out_callback)(void);  /* JPEG MDMA输出 回调函数 */​
void (*jpeg_eoc_callback)(void);  /* JPEG 解码完成 回调函数 */​
void (*jpeg_hdp_callback)(void);  /* JPEG Header解码完成 回调函数 */​

/**​
中断服务函数​
处理硬件JPEG解码时输入/输出数据流​
无​
无​
 */​
void MDMA_IRQHandler(void)​
{​
 if (MDMA_Channel7->CISR & (1 << 1))  /* CTCIF,通道7传输完成(输入) */​
 if (MDMA_Channel7->CISR & (1 << 1)) /* CTCIF,通道7传输完成(输入) */​
 {​
 MDMA_Channel7->CIFCR |= 1 << 1;  /* 清除通道传输完成中断 */​
 JPEG->CR &= ~(0X7E);  /* 关闭JPEG中断,防止被打断 */​
 jpeg_in_callback();  /* 执行输入回调函数,继续读取数据 */​
 JPEG->CR |= 3 << 5;  /* 使能EOC和HPD中断 */​
 }​
 if (MDMA_Channel6->CISR & (1 << 1))  /* CTCIF,通道6传输完成(输出) */​
 {​
 MDMA_Channel6->CIFCR |= 1 << 1;  /* 清除通道传输完成中断 */​
 JPEG->CR &= ~(0X7E);  /* 关闭JPEG中断,防止被打断 */​
 jpeg_out_callback();  /* 执行输出回调函数,将数据转换成RGB */​
 JPEG->CR |= 3 << 5;  /* 使能EOC和HPD中断 */​
 }​
}​

/**​
解码中断服务函数​
无​
无​
 */​
void JPEG_IRQHandler(void)​
{​
 if (JPEG->SR & (1 << 6))  /* JPEG Header解码完成 */​
 {​
 jpeg_hdp_callback();​
 JPEG->CR &= ~(1 << 6);  /* 禁止Jpeg Header解码完成中断 */​
 JPEG->CFR |= 1 << 6;  /* 清除HPDF位(header解码完成位) */​
 }​

 if (JPEG->SR & (1 << 5))  /* JPEG解码完成 */​
 {​
 jpeg_dma_stop();​
 jpeg_eoc_callback();​
 JPEG->CFR |= 1 << 5;  /* 清除EOC位(解码完成位) */​
 MDMA_Channel6->CCR &= ~(1 << 0); /* 关闭MDMA通道6 */​
 MDMA_Channel7->CCR &= ~(1 << 0); /* 关闭MDMA通道7 */​
 }​
}

MDMA_IRQHandler中断服务函数，用于处理输入/输出FIFO MDMA的传输完成中断，当发生输入FIFO MDMA传输完成中断时，调用jpeg_in_callback回调函数，处理输入FIFO MDMA传输完成事务。当发生输出FIFO MDMA传输完成中断时，调用jpeg_out_callback回调函数，处理输出FIFO MDMA传输完成事务。​

JPEG_IRQHandler中断服务函数，根据JPEG_SR的状态标志位，分别处理JPEG头解码完成中断和JPEG文件解码完成中断。当JPEG头解码完成时，调用jpeg_hdp_callback回调函数处理相关事务。当JPEG文件解码完成时，调用jpeg_eoc_callback回调函数处理相关事务，同时停止MDMA传输。​

下面介绍的是初始化硬件JPEG内核函数，其定义如下：​

/**​
初始化硬件JPEG内核​
编解码控制结构体​
成功; 1, 失败;​
 */​
uint8_t jpeg_core_init(jpeg_codec_typedef *tjpeg)​
{​
 uint8_t i;​
 RCC->AHB3ENR |= 1 << 5; /* 使能硬件jpeg时钟 */​

 for (i = 0; i < JPEG_DMA_INBUF_NB; i++)​
 {​
 tjpeg->inbuf[i].buf = mymalloc(SRAMDTCM, JPEG_DMA_INBUF_LEN);​

 if (tjpeg->inbuf[i].buf == NULL)​
 {​
 jpeg_core_destroy(tjpeg);​
 return 1;​
 }​
 }​
 JPEG->CR = 0;   /* 先清零 */​
 JPEG->CR |= 1 << 0;  /* 使能硬件JPEG */​
 JPEG->CONFR0 &= ~(1 << 0);   /* 停止JPEG编解码进程 */​
 JPEG->CR |= 1 << 13;   /* 清空输入fifo */​
 JPEG->CR |= 1 << 14;   /* 清空输出fifo */​
 JPEG->CFR = 3 << 5;  /* 清空标志 */​
 HAL_NVIC_SetPriority(JPEG_IRQn,1,3);/* 设置中断优先级，抢占优先级1，子优先级3 */​
 HAL_NVIC_EnableIRQ(JPEG_IRQn);   /* 开启JPEG中断 */​
 JPEG->CONFR1 |= 1 << 8;   /* 使能header处理 */​
 return 0;​
}

jpeg_core_init函数用于初始化硬件JPEG内核。在该函数里面，对tjpeg->inbuf[i].buf数组申请内存（tjpeg->outbuf[i]的内存申请，我们放到了jpeg_hdrover_callback函数里面）。tjpeg是jpeg_codec_typedef结构体类型变量，用于控制整个JPEG解码。jpeg_codec_typedef结构体我们在jpegcodec.h里面定义的，前面讲过的。​

下面介绍的是关闭硬件JPEG内核，并释放内存函数，其定义如下：​

/**​
关闭硬件JPEG内核,并释放内存​
编解码控制结构体​
无​
 */​
void jpeg_core_destroy(jpeg_codec_typedef *tjpeg)​
{​
 uint8_t i;​
 jpeg_dma_stop(); /* 停止MDMA传输 */​

 for (i = 0; i < JPEG_DMA_INBUF_NB; i++)​
 {​
 myfree(SRAMDTCM, tjpeg->inbuf[i].buf); /* 释放内存 */​
 }​
 for (i = 0; i < JPEG_DMA_OUTBUF_NB; i++)​
 {​
 myfree(SRAMIN, tjpeg->outbuf[i].buf); /* 释放内存 */​
 }​
}

该函数用于关闭JPEG处理（停止MDMA传输），并释放内存。​

下面介绍的是初始化硬件JPEG解码器函数，其定义如下：​

/**​
初始化硬件JPEG解码器​
编解码控制结构体​
无​
 */​
void jpeg_decode_init(jpeg_codec_typedef *tjpeg)​
{​
 uint8_t i;​
 tjpeg->inbuf_read_ptr = 0;​
 tjpeg->inbuf_write_ptr = 0;​
 tjpeg->indma_pause = 0;​
 tjpeg->outbuf_read_ptr = 0;​
 tjpeg->outbuf_write_ptr = 0;​
 tjpeg->outdma_pause = 0;​
 tjpeg->state = JPEG_STATE_NOHEADER; /* 图片解码结束标志 */​

 for (i = 0; i < JPEG_DMA_INBUF_NB; i++)​
 {​
 tjpeg->inbuf[i].sta = 0;​
 tjpeg->inbuf[i].size = 0;​
 }​

 for (i = 0; i < JPEG_DMA_OUTBUF_NB; i++)​
 {​
 tjpeg->outbuf[i].sta = 0;​
 tjpeg->outbuf[i].size = 0;​
 }​

 MDMA_Channel6->CCR = 0;  /* MDMA通道6禁止 */​
 MDMA_Channel7->CCR = 0;  /* MDMA通道7禁止 */​
 MDMA_Channel6->CIFCR = 0X1F;  /* 中断标志清零 */​
 MDMA_Channel7->CIFCR = 0X1F;  /* 中断标志清零 */​

 JPEG->CONFR1 |= 1 << 3;  /* 硬件JPEG解码模式 */​
 JPEG->CONFR0 &= ~(1 << 0);  /* 停止JPEG编解码进程 */​
 JPEG->CR &= ~(0X3F << 1);  /* 关闭所有中断 */​
 JPEG->CR |= 1 << 13;  /* 清空输入fifo */​
 JPEG->CR |= 1 << 14;  /* 清空输出fifo */​
 JPEG->CR |= 1 << 6;  /* 使能Jpeg Header解码完成中断 */​
 JPEG->CR |= 1 << 5;  /* 使能解码完成中断 */​
 JPEG->CFR = 3 << 5;  /* 清空标志 */​
 JPEG->CONFR0 |= 1 << 0;  /* 使能JPEG编解码进程 */​
}

该函数用于初始化硬件JPEG解码器，同时对输入MDMA FIFO和输出MDMA FIFO的相关标记进行清理处理，以便开始JPEG解码。 ​

下面介绍的是启动输入MDMA函数和启动输出MDMA函数，它们的定义如下：​

/**​
启动 jpeg in mdma, 开始解码JPEG​
无​
无​
 */​
void jpeg_in_dma_start(void)​
{​
 MDMA_Channel7->CCR |= 1 << 0; /* 使能MDMA通道7的传输 */​
}​

/**​
启动 jpeg out mdma, 开始输出YUV数据​
无​
无​
 */​
void jpeg_out_dma_start(void)​
{​
 MDMA_Channel6->CCR |= 1 << 0; /* 使能MDMA通道6的传输 */​
}

jpeg_in_dma_start函数启动 jpeg in mdma，开始解码JPEG。jpeg_out_dma_start函数启动 jpeg out mdma，开始输出YUV数据。​

下面介绍的是停止JPEG MDMA解码过程函数，其定义如下：​

/**​
停止JPEG MDMA解码过程​
无​
无​
 */​
void jpeg_dma_stop(void)​
{​
 JPEG->CONFR0 &= ~(1 << 0);  /* 停止JPEG编解码进程 */​
 JPEG->CR &= ~(0X3F << 1);  /* 关闭所有中断 */​
 JPEG->CFR = 3 << 5;  /* 清空标志 */​
}

该函数用于停止JPEG MDMA解码过程。 ​

下面介绍的是恢复MDMA IN过程函数和恢复MDMA OUT过程函数，它们的定义如下：​

/**​
恢复MDMA IN过程​
存储区首地址​
要传输数据长度(以字节为单位)​
无​
 */​
void jpeg_in_dma_resume(uint32_t memaddr, uint32_t memlen)​
{​
 if (memlen % 4)memlen += 4 - memlen % 4; /* 扩展到4的倍数 */​

 MDMA_Channel7->CIFCR = 0X1F;  /* 中断标志清零 */​
 MDMA_Channel7->CBNDTR = memlen;  /* 传输长度为memlen */​
 MDMA_Channel7->CSAR = memaddr;  /* memaddr作为源地址 */​
 MDMA_Channel7->CCR |= 1 << 0;   /* 使能MDMA通道7的传输 */​
}​

/**​
恢复MDMA OUT过程​
存储区首地址​
要传输数据长度(以字节为单位)​
无​
 */​
void jpeg_out_dma_resume(uint32_t memaddr, uint32_t memlen)​
{​
 if (memlen % 4)memlen += 4 - memlen % 4; /* 扩展到4的倍数 */​

 MDMA_Channel6->CIFCR = 0X1F;  /* 中断标志清零 */​
 MDMA_Channel6->CBNDTR = memlen;  /* 传输长度为memlen */​
 MDMA_Channel6->CDAR = memaddr;  /* memaddr作为源地址 */​
 MDMA_Channel6->CCR |= 1 << 0;   /* 使能MDMA通道6的传输 */​
}

jpeg_in_dma_resume函数用于重启启动输入MDMA。jpeg_out_dma_resume函数用于重启启动输出MDMA。​

下面介绍的是获取图像信息函数，其定义如下：​

/**​
获取图像信息​
编解码控制结构体​
无​
 */​
void jpeg_get_info(jpeg_codec_typedef *tjpeg)​
{​
 uint32_t yblockNb, cBblockNb, cRblockNb;​

 switch (JPEG->CONFR1 & 0X03)​
 {​
 case 0:/* grayscale,1 color component */​
 tjpeg->Conf.ColorSpace = JPEG_GRAYSCALE_COLORSPACE;​
 break;​

 case 2:/* YUV/RGB,3 color component */​
 tjpeg->Conf.ColorSpace = JPEG_YCBCR_COLORSPACE;​
 break;​

 case 3:/* CMYK,4 color component */​
 tjpeg->Conf.ColorSpace = JPEG_CMYK_COLORSPACE;​
 break;​
 }​

 tjpeg->Conf.ImageHeight = (JPEG->CONFR1 & 0XFFFF0000) >> 16;/* 获得图像高度 */​
 tjpeg->Conf.ImageWidth = (JPEG->CONFR3 & 0XFFFF0000) >> 16; /* 获得图像宽度 */​

if ((tjpeg->Conf.ColorSpace == JPEG_YCBCR_COLORSPACE) ​
|| (tjpeg->Conf.ColorSpace == JPEG_CMYK_COLORSPACE))​
 {​
 yblockNb = (JPEG->CONFR4 & (0XF << 4)) >> 4;​
 cBblockNb = (JPEG->CONFR5 & (0XF << 4)) >> 4;​
 cRblockNb = (JPEG->CONFR6 & (0XF << 4)) >> 4;​

 if ((yblockNb == 1) && (cBblockNb == 0) && (cRblockNb == 0))​
 {​
 tjpeg->Conf.ChromaSubsampling = JPEG_422_SUBSAMPLING;/* 16x8 block */​
 }​
 else if ((yblockNb == 0) && (cBblockNb == 0) && (cRblockNb == 0))​
 {​
 tjpeg->Conf.ChromaSubsampling = JPEG_444_SUBSAMPLING;​
 }​
 else if ((yblockNb == 3) && (cBblockNb == 0) && (cRblockNb == 0))​
 {​
 tjpeg->Conf.ChromaSubsampling = JPEG_420_SUBSAMPLING;​
 }​
 else​
 {​
 tjpeg->Conf.ChromaSubsampling = JPEG_444_SUBSAMPLING;​
 }​
 }​
 else​
 {​
 tjpeg->Conf.ChromaSubsampling = JPEG_444_SUBSAMPLING; /* 默认用4:4:4 */​
 }​
 /* 图像质量参数在整个图片的最末尾,刚开始的时候,是无法获取的,所以直接设置为0 */​
 tjpeg->Conf.ImageQuality = 0; ​
}

JPEG_Get_Info函数，用于获取JPEG图像信息，在JPEG头解码完成后，被调用。该函数可以获取JPEG图片的宽度、高度、颜色空间和色度抽样等重要信息。​

下面介绍的是得到JPEG图像质量函数，其定义如下：​

/**​
得到JPEG图像质量​
在解码完成后,可以调用并获得正确的结果.​
无​
图像质量, 0~100​
 */​
uint8_t jpeg_get_quality(void)​
{​
 uint32_t quality = 0;​
 uint32_t quantRow, quantVal, scale, i, j;​
 uint32_t *tableAddress = (uint32_t *)JPEG->QMEM0;​
 i = 0;​
 while (i < JPEG_QUANT_TABLE_SIZE)​
 {​
 quantRow = *tableAddress;​

 for (j = 0; j < 4; j++)​
 {​
 quantVal = (quantRow >> (8 * j)) & 0xFF;​
 if (quantVal == 1)quality += 100; /* 100% */​
 else​
 {​
 scale = (quantVal * 100) ​
/ ((uint32_t)JPEG_LUM_QuantTable[JPEG_ZIGZAG_ORDER[i + j]]);​

 if (scale <= 100)​
 {​
 quality += (200 - scale) / 2;​
 }​
 else​
 {​
 quality += 5000 / scale;​
 }​
 }​
 }​
 i += 4;​
 tableAddress++;​
 }​
 return (quality / ((uint32_t)64));​
}

该函数用于获取当前JPEG图像的质量，返回值越大，说明图像质量越好，解码所要耗费的时间就越多。该函数我们一般用不到。​

最后介绍的是将YUV数据转换成RGB数据函数，其定义如下：​

/**​
将YUV数据转换成RGB数据​
利用DMA2D, 将JPEG解码的YUV数据转换成RGB数据, 全硬件完成, 速度非常快​
编解码控制结构体​
输出数组首地址​
成功; 1, 超时,失败;​
 */​
uint8_t jpeg_dma2d_yuv2rgb_conversion(jpeg_codec_typedef *tjpeg,uint32_t *pdst)​
{​
 uint32_t regval = 0;​
 uint32_t cm = 0;   /* 采样方式n */​
 uint32_t timeout = 0;​

 if (tjpeg->Conf.ChromaSubsampling == JPEG_420_SUBSAMPLING)​
 {​
 cm = DMA2D_CSS_420;   /* YUV420转RGB */​
 }​
 else if (tjpeg->Conf.ChromaSubsampling == JPEG_422_SUBSAMPLING)​
 {​
 cm = DMA2D_CSS_422;   /* YUV422转RGB */​
 }​
 else if (tjpeg->Conf.ChromaSubsampling == JPEG_444_SUBSAMPLING)​
 {​
 cm = DMA2D_NO_CSS;   /* YUV444转RGB */​
 }​
 RCC->AHB3ENR |= 1 << 4;  /* 使能DMA2D时钟 */​
 RCC->AHB3RSTR |= 1 << 4;  /* 复位DMA2D */​
 RCC->AHB3RSTR &= ~(1 << 4);  /* 结束复位 */​
 DMA2D->CR &= ~(1 << 0);   /* 先停止DMA2D */​
 DMA2D->CR = 1 << 16;   /* MODE[2:0]=001,存储器到存储器,带PFC模式 */​
 DMA2D->OPFCCR = 2 << 0;   /* CM[2:0]=010,输出为RGB565格式 */​
 DMA2D->OOR = 0;   /* 设置行偏移为0 */​
 DMA2D->IFCR |= 1 << 1;   /* 清除传输完成标志 */​
regval = 11 << 0;   /* CM[3:0]=1011,输入数据为YCbCr格式 */​
/* CSS[1:0]=cm,Chroma Sub-Sampling:0,4:4:4;1,4:2:2;2,4:2:0 */​
 regval |= cm << 18;​
 DMA2D->FGPFCCR = regval;   /* 设置FGPCCR寄存器 */​
DMA2D->FGOR = 0;   /* 前景层行偏移为0 */​
/* 设定行数寄存器 */​
DMA2D->NLR = tjpeg->yuvblk_height | (tjpeg->Conf.ImageWidth << 16); ​
 DMA2D->OMAR = (uint32_t)pdst; /* 输出存储器地址 */​
 DMA2D->FGMAR = (uint32_t)tjpeg->outbuf[tjpeg->outbuf_read_ptr].buf;/*源地址*/​
 DMA2D->CR |= 1 << 0;  /* 启动DMA2D */​
 while ((DMA2D->ISR & (1 << 1)) == 0) /* 等待传输完成 */​
 {​
 timeout++;​

 if (timeout > 0X1FFFFFF)break; /* 超时退出 */​
 }​
 /* YUV2RGB转码结束后,再复位一次DMA2D */​
 RCC->AHB3RSTR |= 1 << 4; /* 复位DMA2D */​
 RCC->AHB3RSTR &= ~(1 << 4); /* 结束复位 */​
 if (timeout > 0X1FFFFFF)return 1;​
 return 0;​
}

该函数使用硬件DMA2D实现YCbCr（YUV）图像数据到RGB图像数据的格式转换，可以快速实现YUVàRGB数据的转换。具体的实现原理，我们在前面已经介绍过了。​

JPEGCODEC驱动代码就介绍到这里。​

2. PICTURE驱动代码​

PICTURE驱动代码，本实验我们添加了hjpgd.c和hjpgd.h，用于实现JPG/JPEG图片的硬件JPEG解码。​

hjpgd.h头文件中只是一些函数声明，下面直接介绍hjpgd.c文件的代码，首先是JPEG输入数据流回调函数，其定义如下：​

jpeg_codec_typedef hjpgd; /* JPEG硬件解码结构体 */​

/**​
输入数据流回调函数​
用于获取JPEG文件原始数据, 每当JPEG DMA IN BUF为空的时候,调用该函数​
无​
无​
 */​
void jpeg_dma_in_callback(void)​
{​
 hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_read_ptr].sta = 0;  /* 此buf已经处理完了 */​
 hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_read_ptr].size = 0;  /* 此buf已经处理完了 */​
 hjpgd.inbuf_read_ptr++;  /* 指向下一个buf */​
/* 归零 */​
 if (hjpgd.inbuf_read_ptr >= JPEG_DMA_INBUF_NB) hjpgd.inbuf_read_ptr = 0; ​

 if (hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_read_ptr].sta == 0) /* 无有效buf */​
 {​
 hjpgd.indma_pause = 1; /* 标记暂停 */​
 }​
 else /* 有效的buf */​
 {​
 /* 继续下一次DMA传输 */​
 jpeg_in_dma_resume((uint32_t)hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_read_ptr].buf, ​
hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_read_ptr].size);​
 }​
}

该函数用于处理JPEG输入数据流，当JPEG输入MDMA传输完成时，调用该函数。对已处理的buf标记清零，然后切换到下一个buf。当buf不够时，暂停JPEG输入FIFO获取数据，并标记暂停；当buf足够时，切换到下一个buf，继续传输。​

下面介绍的是JPEG输出数据流(YCBCR)回调函数，其定义如下：​

/**​
输出数据流(YCBCR)回调函数​
用于输出YCbCr数据流(YUV)​
无​
无​
 */​
void jpeg_dma_out_callback(void)​
{​
 uint32_t *pdata = 0;​
 hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_write_ptr].sta = 1; /* 此buf已满 */​
hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_write_ptr].size = hjpgd.yuvblk_size ​
- (MDMA_Channel6->CBNDTR & 0X1FFFF); /* 此buf里面数据的长度 */​
/* 如果文件已经解码完成,需要读取DOR最后的数据(<=32字节) */​
 if (hjpgd.state == JPEG_STATE_FINISHED) ​
 {​
 pdata = (uint32_t *)(hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_write_ptr].buf ​
+ hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_write_ptr].size);​

 while (JPEG->SR & (1 << 4))​
 {​
 *pdata = JPEG->DOR;​
 pdata++;​
 hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_write_ptr].size += 4;​
 }​
 }​
 hjpgd.outbuf_write_ptr++; /* 指向下一个buf */​
/* 归零 */​
 if (hjpgd.outbuf_write_ptr >= JPEG_DMA_OUTBUF_NB)hjpgd.outbuf_write_ptr = 0; ​

 if (hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_write_ptr].sta == 1) /* 无有效buf */​
 {​
 hjpgd.outdma_pause = 1; /* 标记暂停 */​
 }​
 else /* 有效的buf */​
 {​
 /* 继续下一次DMA传输 */​
 jpeg_out_dma_resume((uint32_t)hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_write_ptr].buf, ​
hjpgd.yuvblk_size);​
 }​
}

该函数用于处理JPEG输出数据流，当JPEG输出MDMA传输完成时，调用该函数。对已满的buf标记满，并标记容量，然后切换到下一个buf。当buf不够时，暂停获取JPEG输出FIFO的数据，并标记暂停；当buf足够时，切换到下一个buf，继续传输。当解码状态结束时，需要手动读取JPEG_DOR寄存器的数据。​

下面介绍的是JPEG整个文件解码完成回调函数，其定义如下：​

/**​
整个文件解码完成回调函数​
无​
无​
 */​
void jpeg_endofcovert_callback(void)​
{​
 hjpgd.state = JPEG_STATE_FINISHED; /* 标记JPEG解码完成 */​
}

该函数在JPG/JPEG文件解码结束时调用。该函数处理非常简单，直接将当前解码状态标记为：JPEG解码完成（JPEG_STATE_FINISHED）即可。​

下面介绍的是JPEG header解析成功回调函数，其定义如下：​

/**​
解析成功回调函数​
无​
无​
 */​
void jpeg_hdrover_callback(void)​
{​
 uint8_t i = 0;​
 hjpgd.state = JPEG_STATE_HEADEROK;/* HEADER获取成功 */​
 jpeg_get_info(&hjpgd); /* 获取JPEG相关信息,包括大小,色彩空间,抽样等 */​
 picinfo.ImgWidth = hjpgd.Conf.ImageWidth;​
 picinfo.ImgHeight = hjpgd.Conf.ImageHeight;​

/* 需要获取JPEG基本信息以后,才能根据jpeg输出大小和采样方式,来计算输出缓冲大小,​
并启动输出MDMA */​
 switch (hjpgd.Conf.ChromaSubsampling)​
 {​
 case JPEG_420_SUBSAMPLING:​
/* YUV420,每个YUV像素占1.5个字节.每次输出16行.16*1.5=24 */​
 hjpgd.yuvblk_size = 24 * hjpgd.Conf.ImageWidth; ​
 hjpgd.yuvblk_height = 16; /* 每次输出16行 */​
 break;​

 case JPEG_422_SUBSAMPLING:​
/* YUV422,每个YUV像素占2个字节.每次输出8行.8*2=16 */ ​
 hjpgd.yuvblk_size = 16 * hjpgd.Conf.ImageWidth; ​
 hjpgd.yuvblk_height = 8; /* 每次输出8行 */​
 break;​

 case JPEG_444_SUBSAMPLING:​
/* YUV444,每个YUV像素占3个字节.每次输出8行.8*3=24 */​
 hjpgd.yuvblk_size = 24 * hjpgd.Conf.ImageWidth; ​
 hjpgd.yuvblk_height = 8; /* 每次输出8行 */​
 break;​
 }​
 hjpgd.yuvblk_curheight = 0; /* 当前行计数器清零 */​

 for (i = 0; i < JPEG_DMA_OUTBUF_NB; i++)​
{​
/* 有可能会多需要32字节内存 */​
 hjpgd.outbuf[i].buf = mymalloc(SRAMIN, hjpgd.yuvblk_size + 32); ​

 if (hjpgd.outbuf[i].buf == NULL)​
 {​
 hjpgd.state = JPEG_STATE_ERROR; /* HEADER获取失败 */​
 }​
 }​

 if (hjpgd.outbuf[JPEG_DMA_OUTBUF_NB - 1].buf != NULL) /* 所有buf都申请OK */​
{​
/* 配置输出DMA */​
 jpeg_out_dma_init((uint32_t)hjpgd.outbuf[0].buf, hjpgd.yuvblk_size);​
 jpeg_out_dma_start(); /* 启动DMA OUT传输,开始接收JPEG解码数据流 */​
 }​
 piclib_ai_draw_init();​
}

该函数在JPEG头解码成功后调用。该函数先标记状态为JPEG头解码成功（JPEG_STATE_HEADEROK），然后调用JPEG_Get_Info函数获取JPEG相关信息。在得到JPEG文件的抽样方式、图库宽度等信息后，计算：yuvblk_size和yuvblk_height这两个关键参数，然后对申请outbuf内存并初始化输出FIFO MDMA，最后启动输出FIFO MDMA，开始接收硬件JPEG解码后的数据。​

这里需要注意：因为JPEG 输出FIFO的MDMA是在JPEG头解码成功回调函数里面才申请内存并初始化的，因此输入FIFO的MDMA必须先输入一部分数据给JPEG解码内核，才可以执行输出FIFO MDMA初始化。但是如果整张图片的大小，都不够一次输入FIFO MDMA的传输的话，那么可能会出现解码无法完成的情况，出现这种情况很好解决，就是把输入FIFO MDMA的大小改小一点，即JPEG_DMA_INBUF_LEN的大小改小一点。​

下面介绍的是JPEG硬件解码图片函数，其定义如下：​

/**​
硬件解码图片​
注意, 请保证:​
待解吗图片的分辨率,必须小于等于屏幕的分辨率!​
请保证图片的宽度是16的倍数,否则解码出错!​
 *​
包含路径的文件名(.jpeg/jpg)​
操作结果​
成功​
其他, 错误码​
 */​
uint8_t hjpgd_decode(uint8_t *filename)​
{​
 FIL *ftemp;​
 uint16_t *rgb565buf = 0;​
 volatile uint32_t timecnt = 0;​
 uint32_t br = 0;​
 uint8_t fileover = 0;​
 uint8_t i = 0;​
 uint8_t res;​
 res = jpeg_core_init(&hjpgd); /* 初始化JPEG内核 */​

 if (res)return 1;​

 ftemp = (FIL *)mymalloc(SRAMITCM, sizeof(FIL)); /* 申请内存 */​

 if (f_open(ftemp, (char *)filename, FA_READ) != FR_OK) /* 打开图片失败 */​
 {​
 jpeg_core_destroy(&hjpgd);​
 myfree(SRAMITCM, ftemp); /* 释放内存 */​
 return 2;​
 }​

 jpeg_decode_init(&hjpgd); /* 初始化硬件JPEG解码器 */​

 for (i = 0; i < JPEG_DMA_INBUF_NB; i++)​
{​
/* 填满所有输入数据缓冲区 */​
 res = f_read(ftemp, hjpgd.inbuf[i].buf, JPEG_DMA_INBUF_LEN, &br); ​

 if (res == FR_OK && br)​
 {​
 hjpgd.inbuf[i].size = br; /* 读取 */​
 hjpgd.inbuf[i].sta = 1; /* 标记buf满 */​
 }​
 if (br == 0)break;​
 }​
/* 配置输入DMA */​
 jpeg_in_dma_init((uint32_t)hjpgd.inbuf[0].buf, hjpgd.inbuf[0].size);​
 jpeg_in_callback = jpeg_dma_in_callback; /* JPEG DMA读取数据回调函数 */​
 jpeg_out_callback = jpeg_dma_out_callback; /* JPEG DMA输出数据回调函数 */​
 jpeg_eoc_callback = jpeg_endofcovert_callback; /* JPEG 解码结束回调函数 */​
 jpeg_hdp_callback = jpeg_hdrover_callback; /* JPEG Header解码完成回调函数 */​
 jpeg_in_dma_start(); /* 启动DMA IN传输,开始解码JPEG图片 */​

 while (1)​
{​
/* rgb565buf空,且JPEG HEAD解码完成 */​
 if (rgb565buf == 0 && hjpgd.state == JPEG_STATE_HEADEROK) ​
 {​
 rgb565buf = mymalloc(SRAMIN, hjpgd.Conf.ImageWidth ​
* hjpgd.yuvblk_height * 2 + 32); /* 申请单次输出缓冲内存 */​
 }​
/* 有buf为空 */​
 if (hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_write_ptr].sta == 0 && fileover == 0) ​
 {​
 res = f_read(ftemp, hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_write_ptr].buf, ​
JPEG_DMA_INBUF_LEN, &br); /* 填满一个缓冲区 */​

 if (res == FR_OK && br)​
 {​
 hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_write_ptr].size = br; /* 读取 */​
 hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_write_ptr].sta = 1; /* buf满 */​
 }​
 else if (br == 0)​
 {​
 timecnt = 0; /* 清零计时器 */​
 fileover = 1; /* 文件结束了 */​
 }​
 if (hjpgd.indma_pause == 1 && hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_read_ptr].sta ​
== 1) /* 之前是暂停的了,继续传输 */​
 {​
 jpeg_in_dma_resume((uint32_t)hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_read_ptr].buf, ​
hjpgd.inbuf[hjpgd.inbuf_read_ptr].size); /* 继续下一次DMA传输 */​
 hjpgd.indma_pause = 0;​
 }​
 hjpgd.inbuf_write_ptr++;​
 if (hjpgd.inbuf_write_ptr >= JPEG_DMA_INBUF_NB)​
hjpgd.inbuf_write_ptr = 0;​
 }​
 if (hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_read_ptr].sta == 1) /* buf里面有数据要处理 */​
 {​
 SCB_CleanInvalidateDCache(); /* 清空D catch */​
/* 利用DMA2D,将YUV图像转成RGB565图像 */​
 jpeg_dma2d_yuv2rgb_conversion(&hjpgd, (uint32_t *)rgb565buf); ​

 /* 输出到LCD屏幕上面 */​
 pic_phy.fillcolor(picinfo.S_XOFF, picinfo.S_YOFF ​
+ hjpgd.yuvblk_curheight, hjpgd.Conf.ImageWidth, ​
hjpgd.yuvblk_height, rgb565buf);​
 hjpgd.yuvblk_curheight += hjpgd.yuvblk_height;  /* 列偏移 */​

 //SCB_CleanInvalidateDCache();  /* 清空D catch */​
 hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_read_ptr].sta = 0;  /* 标记buf为空 */​
 hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_read_ptr].size = 0;  /* 数据量清空 */​
 hjpgd.outbuf_read_ptr++;​

 if (hjpgd.outbuf_read_ptr >= JPEG_DMA_OUTBUF_NB)​
hjpgd.outbuf_read_ptr = 0; /* 限制范围 */​
/* 当前高度等于或者超过图片分辨率的高度,则说明解码完成了,直接退出 */​
 if (hjpgd.yuvblk_curheight >= hjpgd.Conf.ImageHeight)break; ​
 }​
/* out暂停,且当前writebuf已经为空了,则恢复out输出 */​
 else if (hjpgd.outdma_pause == 1 ​
&& hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_write_ptr].sta == 0) ​
 {​
 jpeg_out_dma_resume((uint32_t)hjpgd.outbuf[hjpgd.outbuf_write_ptr] ​
.buf, hjpgd.yuvblk_size); /* 继续下一次DMA传输 */​
 hjpgd.outdma_pause = 0;​
 }​
 timecnt++;​
 if (hjpgd.state == JPEG_STATE_ERROR) /* 解码出错,直接退出 */​
 {​
 res = 2;​
 break;​
 }​

 if (fileover) /* 文件结束后,及时退出,防止死循环 */​
 {​
/* 当前处于暂停状态，且没有解析到JPEG头 */​
 if (hjpgd.state == JPEG_STATE_NOHEADER && hjpgd.indma_pause == 1) ​
 {​
 break; /* 解码JPEG头失败了 */​
 }​
 if (timecnt > 0X3FFFF)break; /* 超时退出 */​
 }​
 }​
 f_close(ftemp);  /* 关闭文件 */​
 myfree(SRAMITCM, ftemp);  /* 释放申请的内存 */​
 myfree(SRAMIN, rgb565buf);  /* 释放内存 */​
 jpeg_core_destroy(&hjpgd);  /* 结束JPEG解码,释放内存 */​
 return res;​
}

该函数用于解码一张JPG/JPEG图片。该函数采用的思路就是按照我们在49.3.1节介绍的步骤来解码JPG/JPEG图片。请大家参考前面的介绍和源码进行理解。​

另外，我们需要将hjpgd_decode函数加入到图片解码库里面，修改piclib_ai_load_picfile函数代码，具体如下：​

/**​
智能画图​
图片仅在x,y和width, height限定的区域内显示.​
 *​
包含路径的文件名(.bmp/.jpg/.jpeg/.gif等)​
起始坐标​
显示区域  ​
使能快速解码​
不使能​
使能​
图片尺寸小于等于液晶分辨率,才支持快速解码​
无​
 */​
uint8_t piclib_ai_load_picfile(const uint8_t *filename, uint16_t x, uint16_t y, ​
uint16_t width, uint16_t height, uint8_t fast)​
{​
 uint8_t res;/* 返回值 */​
 uint8_t temp;​

 if ((x + width) > picinfo.lcdwidth)return PIC_WINDOW_ERR; /* x坐标超范围了 */​
 if ((y + height) > picinfo.lcdheight)return PIC_WINDOW_ERR;/* y坐标超范围了 */​
 /* 得到显示方框大小 */​
 if (width == 0 || height == 0)return PIC_WINDOW_ERR; /* 窗口设定错误 */​

 picinfo.S_Height = height;​
 picinfo.S_Width = width;​

 /* 显示区域无效 */​
 if (picinfo.S_Height == 0 || picinfo.S_Width == 0)​
 {​
 picinfo.S_Height = lcddev.height;​
 picinfo.S_Width = lcddev.width;​
 return FALSE;​
 }​

 if (pic_phy.fillcolor == NULL)fast = 0; /* 颜色填充函数未实现,不能快速显示 */​
 /* 显示的开始坐标点 */​
 picinfo.S_YOFF = y;​
 picinfo.S_XOFF = x;​
 /* 文件名传递 */​
 temp = exfuns_file_type((uint8_t *)filename); /* 得到文件的类型 */​
 switch (temp)​
 {​
 case T_BMP:​
 res = stdbmp_decode(filename); /* 解码bmp */​
 break;​
 case T_JPG:​
 case T_JPEG:​
 if (fast) /* 可能需要硬件解码 */​
 {​
 res = jpg_get_size(filename, &picinfo.ImgWidth, ​
&picinfo.ImgHeight);​

 if (res == 0)​
 {​
/* 满足分辨率小于等于屏幕分辨率、满足图片宽度为16的整数倍，则可以硬件解码​
 if (picinfo.ImgWidth <= lcddev.width && picinfo.ImgHeight ​
<= lcddev.height && picinfo.ImgWidth <= picinfo.S_Width ​
&& picinfo.ImgHeight <= picinfo.S_Height && ​
 (picinfo.ImgWidth % 16) == 0) ​
 {​
/* 采用硬解码JPG/JPEG */​
 res = hjpgd_decode((uint8_t *)filename);​
 }​
 else​
 {​
 res = jpg_decode(filename, fast); /* 采用软件解码JPG/JPEG */​
 }​
 }​
 }​
 else​
 {​
 res = jpg_decode(filename, fast); /* 统一采用软件解码JPG/JPEG */​
 }​
 break;​
 case T_GIF:​
 res = gif_decode(filename, x, y, width, height); /* 解码gif */​
 break;​
 default:​
 res = PIC_FORMAT_ERR; /* 非图片格式!!! */​
 break;​
 }​
 return res;​
}

启用快速解码时，当JPG/JPEG图片尺寸满足小于等于屏幕分辨率，且图片宽度是16的倍数，则我们会通过调用hjpgd_decode函数实现硬件JPEG解码，从而大大提高速度。 ​

PICTURE驱动代码就介绍到这里。​

3. main.c代码​

pic_get_tnum函数，我们在上一个实验已将介绍过了，用来得到path路径下，所有有效文件（图片文件）的个数。接下来介绍的是main函数，其定义如下：​

int main(void)​
{​
 uint8_t res;​
 DIR picdir;  /* 图片目录 */​
 FILINFO *picfileinfo;  /* 文件信息 */​
 uint8_t *pname;  /* 带路径的文件名 */​
 uint16_t totpicnum;  /* 图片文件总数 */​
 uint16_t curindex;  /* 图片当前索引 */​
 uint8_t key;  /* 键值 */​
 uint8_t pause = 0;  /* 暂停标记 */​
 uint8_t t;​
 uint16_t temp;​
 uint32_t *picoffsettbl; /* 图片文件offset索引表 */​

 sys_cache_enable();  /* 打开L1-Cache */​
 HAL_Init();  /* 初始化HAL库 */​
 sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4); /* 设置时钟, 480Mhz */​
 delay_init(480);  /* 延时初始化 */​
 usart_init(115200);  /* 串口初始化为115200 */​
 usmart_dev.init(240);  /* 初始化USMART */​
 mpu_memory_protection();  /* 保护相关存储区域 */​
 led_init();  /* 初始化LED */​
 lcd_init();  /* 初始化LCD */​
 key_init();  /* 初始化按键 */​
 my_mem_init(SRAMIN);  /* 初始化内部内存池(AXI) */​
 my_mem_init(SRAM12);  /* 初始化SRAM12内存池(SRAM1+SRAM2) */​
 my_mem_init(SRAM4);  /* 初始化SRAM4内存池(SRAM4) */​
 my_mem_init(SRAMDTCM);  /* 初始化DTCM内存池(DTCM) */​
 my_mem_init(SRAMITCM);  /* 初始化ITCM内存池(ITCM) */​
 exfuns_init();  /* 为fatfs相关变量申请内存 */​
 f_mount(fs[0], "0:", 1);  /* 挂载SD卡 */​
 f_mount(fs[1], "1:", 1);  /* 挂载FLASH */​

 while (fonts_init())  /* 检查字库 */​
 {​
 lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "Font Error!", RED);​
 delay_ms(200);​
 lcd_fill(30, 50, 240, 66, WHITE); /* 清除显示 */​
 delay_ms(200);​
 }​
 text_show_string(30, 50, 200, 16, "正点原子STM32开发板", 16, 0, RED);​
 text_show_string(30, 70, 200, 16, "硬件JPEG解码 实验", 16, 0, RED);​
 text_show_string(30, 90, 200, 16, "KEY0:NEXT KEY1:PREV", 16, 0, RED);​
 text_show_string(30, 110, 200, 16, "KEY_UP:PAUSE", 16, 0, RED);​
 text_show_string(30, 130, 200, 16, " ATOM@ALIENTEK", 16, 0, RED);​

 while (f_opendir(&picdir, "0:/PICTURE")) /* 打开图片文件夹 */​
 {​
 text_show_string(30, 170, 240, 16, "PICTURE文件夹错误!", 16, 0, RED);​
 delay_ms(200);​
 lcd_fill(30, 170, 240, 186, WHITE); /* 清除显示 */​
 delay_ms(200);​
 }​
 totpicnum = pic_get_tnum((uint8_t*)"0:/PICTURE"); /* 得到总有效文件数 */​
 while (totpicnum == NULL) /* 图片文件为0 */​
 {​
 text_show_string(30, 170, 240, 16, "没有图片文件!", 16, 0, RED);​
 delay_ms(200);​
 lcd_fill(30, 170, 240, 186, WHITE); /* 清除显示 */​
 delay_ms(200);​
 }​
 picfileinfo = (FILINFO *)mymalloc(SRAMIN, sizeof(FILINFO)); /* 申请内存 */​
pname = mymalloc(SRAMIN, FF_MAX_LFN * 2 + 1); /* 为带路径的文件名分配内存 */​
/* 申请4*totpicnum个字节的内存,用于存放图片索引 */​
 picoffsettbl = mymalloc(SRAMIN, 4 * totpicnum); ​
 while (!picfileinfo || !pname || !picoffsettbl) /* 内存分配出错 */​
 {​
 text_show_string(30, 170, 240, 16, "内存分配失败!", 16, 0, RED);​
 delay_ms(200);​
 lcd_fill(30, 170, 240, 186, WHITE);  /* 清除显示 */​
 delay_ms(200);​
 }​
 /* 记录索引 */​
 res = f_opendir(&picdir, "0:/PICTURE");  /* 打开目录 */​
 if (res == FR_OK)​
 {​
 curindex = 0; /* 当前索引为0 */​
 while (1) /* 全部查询一遍 */​
 {​
 temp = picdir.dptr; /* 记录当前dptr偏移 */​
 res = f_readdir(&picdir, picfileinfo); /* 读取目录下的一个文件 */​
/* 错误了/到末尾了,退出 */​
 if (res != FR_OK || picfileinfo->fname[0] == 0)break; ​
 res = exfuns_file_type((uint8_t *)picfileinfo->fname);​
 if ((res & 0XF0) == 0X50) /* 取高四位,看看是不是图片文件 */​
 {​
 picoffsettbl[curindex] = temp; /* 记录索引 */​
 curindex++;​
 }​
 }​
 }​
 text_show_string(30, 170, 240, 16, "开始显示...", 16, 0, RED);​
 delay_ms(1500);​
 piclib_init(); /* 初始化画图 */​
 curindex = 0; /* 从0开始显示 */​
 res = f_opendir(&picdir, (const TCHAR *)"0:/PICTURE"); /* 打开目录 */​

 while (res == FR_OK) /* 打开成功 */​
 {​
 dir_sdi(&picdir, picoffsettbl[curindex]);  /* 改变当前目录索引 */​
 res = f_readdir(&picdir, picfileinfo); * 读取目录下的一个文件 */​
/* 错误了/到末尾了,退出 */​
 if (res != FR_OK || picfileinfo->fname[0] == 0)break;​
 strcpy((char *)pname, "0:/PICTURE/");  /* 复制路径(目录) */​
/* 将文件名接在后面 */​
 strcat((char *)pname, (const char *)picfileinfo->fname); ​
 lcd_clear(BLACK);​
/* 显示图片 */​
 piclib_ai_load_picfile(pname, 0, 0, lcddev.width, lcddev.height, 1); ​
/* 显示图片名字 */​
 text_show_string(2, 2, lcddev.width, 16, (char*)pname, 16, 1, RED); ​
 t = 0;​

 while (1)​
 {​
 key = key_scan(0);  /* 扫描按键 */​
 if (t > 250)key = 1;  /* 模拟一次按下KEY0 */​
 if ((t % 20) == 0)​
 {​
 LED0_TOGGLE();  /* LED0闪烁,提示程序正在运行. */​
 }​

 if (key == KEY1_PRES)  /* 上一张 */​
 {​
 if (curindex)​
 {​
 curindex--;​
 }​
 else​
 {​
 curindex = totpicnum - 1;​
 }​

 break;​
 }​
 else if (key == KEY0_PRES) /* 下一张 */​
 {​
 curindex++;​
 if (curindex >= totpicnum)curindex = 0;/* 到末尾的时候,自动从头开始 */​
 break;​
 }​
 else if (key == WKUP_PRES)​
 {​
 pause = !pause;​
 LED1(!pause); /* 暂停的时候LED1亮. */​
 }​
 if (pause == 0)t++;​
 delay_ms(10);​
 }​
 res = 0;​
}​

 myfree(SRAMIN, picfileinfo);  /* 释放内存 */​
 myfree(SRAMIN, pname);  /* 释放内存 */​
 myfree(SRAMIN, picoffsettbl);  /* 释放内存 */​
}

main函数里面我们通过读/写偏移量（图片文件在PICTURE文件夹下的读/写偏移位置，可以看做是一个索引），来查找上一个/下一个图片文件（使用dir_sdi函数）。通过piclib_ai_load_picfile函数，实现对JPG/JPEG图片的解码。这里将fast参数设置为1，当图片文件的分辨率小于等于液晶分辨率的时候，将使用硬件JPEG进行解码。​

至此本例程代码编写完成。最后，本实验可以通过USMART来调用相关函数，以对比性能。将mf_scan_files、piclib_ai_load_picfile和hjpgd_decode等函数添加到USMART管理，即可以通过串口调用这几个函数，测试对比软件JPEG解码和硬件JPEG解码的速度差别。​

49.4 下载验证​

将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。LCD显示了一些实验信息之后就开始显示图片（假设SD卡及文件都准备好了，即：在SD卡根目录新建：PICTURE 文件夹，并存放一些图片文件(.bmp/.jpg/.gif)在该文件夹内），如图49.4.1所示：​

图49.4.1 硬件JPEG解码实验显示效果​

按KEY0和KEY1可以快速切换到下一张或上一张，KEY_UP按键可以暂停自动播放，同时LED1亮，指示处于暂停状态，再按一次KEY_UP则继续播放。对比上一章实验，我们可以发现，对于小尺寸的JPG/JPEG图片（小于液晶分辨率），本例程解码速度明显提升。​

我们通过USMART调用piclib_ai_load_picfile函数，对比测试同一张图片，使用硬件JPEG解码和不使用硬件JPEG解码，速度差别明显，如图49.4.2所示：​

图49.4.2 硬件JPEG与软件JPEG解码速度对比​

上图，是我们使用4.3寸800*480分辨率的MCU屏做的测试，可以看出，对于同一张图片（图片分辨率：800*480），硬件JPEG解码，只需要41.3ms，软件JPEG解码，则需要453.6ms！硬件JPEG解码速度是软件JPEG解码的11倍左右！！可见，硬件JPEG解码大大提高了对JPG/JPEG图片的解码能力。​