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YuzukiNeko

LVGL - 图形界面

LVGL 是一个嵌入式图形库：控件（按钮、标签、滑条、图表……）、样式、动画、触摸事件都有现成的。在 F101 的 Zephyr 上，LVGL 作为 west 模块（modules/lib/gui/lvgl，版本 9.3.0）编进应用，通过标准的显示接口画到屏幕上，通过标准的输入子系统读触摸屏。不需要 zephyr-components，也不需要外部素材。

flowchart TB
    APP["应用 lv_button_create<br/>LVGL 9.3 软件渲染"] -->|"部分渲染缓冲<br/>CONFIG_LV_Z_VDB_SIZE"| FLUSH["lvgl_flush_cb_16bit<br/>display_write"]
    TP["GT967 触摸<br/>I2C1 + INT"] -->|"input 子系统<br/>ABS_X / ABS_Y / BTN_TOUCH"| PTR["lvgl_pointer_input.c"]
    PTR -->|"lv_indev 指针"| APP
    FLUSH -->|"memcpy + cache flush"| FB["帧缓冲层<br/>RGB565 / ARGB8888"]
    VID["视频层<br/>mp4 / 游戏画面"] -.->|"ARGB 模式叠在下面"| DE["显示引擎 DE → TCON"]
    FB --> DE
    DE -->|"MIPI DSI"| DSI["1024x768 屏"]

本文依次讲：准备、编译和运行 hello 程序，在板子上跑官方 demo，然后是 LVGL 怎么接到显示和触摸、最小界面的完整代码，以及推荐的 Kconfig。每个运行步骤都写明串口和屏幕上会出现什么。

开始前请先完成 配置开发环境 和 获取 Zephyr 代码。

准备

Section titled “准备”
项说明
LVGL 源码随 Zephyr 的 west manifest 拉下来，在 ~/f101-zephyr/modules/lib/gui/lvgl，版本 9.3.0。Zephyr 一侧的粘合层在 zephyr/modules/lvgl/
屏幕yuzukineko 载板的 1024×768 MIPI DSI 屏，设备树里是 chosen { zephyr,display = &display; }，见 显示
触摸载板上的 GT967 触摸控制器，在 i2c1 的 0x5d，设备树里是 touch 节点，见 I2C。没有触摸也能跑，只是点不了控件
素材不需要。字体、图标都编进了 LVGL；demo 的图片也编在 demo 里
外部硬件只要板子能显示。官方 demo 的音乐播放器不会出声，它只是个界面
hello 程序examples/lvgl_hello/，源码见下面的 新建一个最小的 UI

编译

Section titled “编译”

在工作区里执行：

终端窗口
. ~/f101-zephyr/env.sh
cd ~/f101-zephyr
west build -b yuzukineko -d build/lvgl-hello examples/lvgl_hello

产物是 build/lvgl-hello/zephyr/zephyr.bin，约 2.7 MB（2733692 字节），链接地址 0x40000000，和其他 Zephyr 程序一样。其中帧缓冲 1.5 MiB 和 LVGL 内存池 64 KiB 是静态数组，占了大头。

运行

Section titled “运行”

用 xfel 下载运行（见 编译与运行），控制台是 UART1（115200 8N1）。

1. 启动 hello 程序

Section titled “1. 启动 hello 程序”

命令：

终端窗口
xfel ddr f101-s3
xfel write 0x40000000 build/lvgl-hello/zephyr/zephyr.bin
xfel exec 0x40000000

运行后的输出，串口：

[00:00:00.000,000] <inf> usb_phy_sunxi: ready
[00:00:00.000,000] <inf> g2d_sunxi: module clock 300000000 Hz (PLL_PERI_2X 1200000000 Hz / 4)
[00:00:00.000,000] <inf> g2d_sunxi: ready, queue depth 8
[00:00:00.000,000] <inf> display: core: soc sun252iw2, board devicetree
[00:00:00.000,000] <inf> display: core: bound tcon-top@5460000 (tcon-top)
[00:00:00.000,000] <inf> display: de-rcq: rcq0: 41 blocks, 7112 bytes of shadow registers
[00:00:00.000,000] <inf> display: de: sun252iw2-de: 3 channel(s), 12 plane(s), 1 display(s)
[00:00:00.000,000] <inf> display: core: bound display-engine@5000000 (display-engine)
[00:00:00.000,000] <inf> display: tcon: tcon-lcd@5461000 attached to disp0
[00:00:00.000,000] <inf> display: core: bound tcon-lcd@5461000 (tcon-lcd)
[00:00:00.000,000] <inf> display: core: bound phy@5451000 (combo-dphy)
[00:00:00.000,000] <inf> display: core: bound backlight-dsi (pwm-backlight)
[00:00:00.000,000] <inf> display: dsi: device attached: 4 lane(s), format 0, flags 0xd
[00:00:00.000,000] <inf> display: core: bound panel-dsi (panel-dsi)
[00:00:00.000,000] <inf> display: core: bound dsi@5450000 (mipi-dsi)
[00:00:00.000,000] <inf> display: core: disp0 -> dsi@5450000 -> panel-dsi: 1024x768@59.918Hz
[00:00:00.002,000] <inf> display: dphy: D-PHY 4 lane(s), HS clock 324000000 Hz
*** Booting Zephyr OS build b6f3dfe1a1f4 ***
lvgl hello: 1024 x 768
[00:00:00.493,000] <inf> display_sunxi: 1024x768 @ 60 Hz, fb 0x4007e200, video plane 0
[00:00:00.564,000] <inf> gt967: GT967 firmware 0x1040, 1024x768
[00:00:00.569,000] <inf> gt967: configuration 0x63: 1024 x 768, up to 5 point(s), module switch 0x04
[00:00:00.575,000] <inf> gt967: configuration updated: 1024x768, 1 point(s)
  • lvgl hello: 1024 x 768 是 main() 打印的，LVGL 的显示建在了 1024×768 上。
  • display_sunxi: 1024x768 @ 60 Hz, fb 0x4007e200 是显示驱动，fb 是帧缓冲地址。
  • 三行 gt967: 是触摸驱动：读到固件版本，配置原来是最多 5 点，驱动按 CONFIG_INPUT_GT967_MAX_TOUCH_POINTS=1 改成了 1 点。

板子屏幕上的 hello 程序

屏幕上是标题 Hello YuzukiNeko，中间一个蓝色的 Click me 按钮，按钮下面是点击次数 clicked 8 times，底部一行小字显示触摸坐标（没有触摸时是 touch -, -）。

2. 点击按钮

Section titled “2. 点击按钮”

用手指点屏幕中央的 “Click me” 按钮。每点一次，屏幕上的 “clicked N times” 加一，串口多一行 button clicked：

button clicked, count 1
button clicked, count 2
button clicked, count 3
button clicked, count 4
button clicked, count 5

这条链是 GT967 中断、I2C 读坐标、input 事件、lvgl_pointer、LVGL 命中按钮、LV_EVENT_CLICKED、btn_cb()。按在空白处时，“touch X, Y” 标签更新坐标。

3. 查看触摸的原始事件

Section titled “3. 查看触摸的原始事件”

需要看触摸的原始坐标时，在编译命令后加 -DCONFIG_INPUT_LOG_LEVEL_DBG=y 重新编译（调试用，上面的编译命令不含它），重新下载运行。驱动在每次按下和抬起时打印一行：

[00:00:00.493,000] <inf> display_sunxi: 1024x768 @ 60 Hz, fb 0x4007e440, video plane 0
[00:00:00.564,000] <inf> gt967: GT967 firmware 0x1040, 1024x768
[00:00:00.570,000] <inf> gt967: configuration 0x63: 1024 x 768, up to 5 point(s), module switch 0x04
[00:00:00.575,000] <inf> gt967: configuration updated: 1024x768, 1 point(s)
[00:00:01.018,000] <dbg> gt967: gt967_work_handler: down id 0 at 7,752
[00:00:01.041,000] <dbg> gt967: gt967_work_handler: up id 0
[00:00:01.154,000] <dbg> gt967: gt967_work_handler: down id 0 at 11,564
[00:00:01.178,000] <dbg> gt967: gt967_work_handler: up id 0
  • down id 0 at X,Y 是按下和坐标，up id 0 是抬起。
  • 这段日志是不碰屏幕时的输出：启动后约 0.44 秒，驱动报告了两次各约 23 毫秒的短触摸，坐标是 (7, 752) 和 (11, 564)，都在屏幕最左边缘，不在按钮范围内（按钮在屏幕中央 300×100 的区域），之后没有再出现触摸事件。
  • 驱动（input_gt967.c 的 gt967_work_handler()）按控制器报告的状态原样转成输入事件。

4. 运行 benchmark

Section titled “4. 运行 benchmark”

benchmark 通过 LVGL 日志打印汇总表。zephyr/modules/lvgl/lvgl.c 的 lvgl_log() 对 LV_LOG_LEVEL_USER 只在消息以 [ 开头时才跳过 [User] 前缀，LV_LOG() 输出的裸消息原样打印：

  case LV_LOG_LEVEL_USER:
    /*
     * LV_LOG_USER() comes with the "[User] " prefix, LV_LOG() (the benchmark demo
     * prints its table with it) is the bare message.
     */
    LOG_INF("%s", buf[0] == '[' ? buf + (sizeof("[User] ") - 1) : buf);
    break;

demo 的 samples/modules/lvgl/demos/boards/ 下有 yuzukineko.conf 和 yuzukineko.overlay，Zephyr 编译 yuzukineko 板时会自动合并它们：

# yuzukineko: 1024x768 MIPI DSI panel, RGB565 frame buffer, GT967 touch panel
CONFIG_INPUT=y
CONFIG_LV_COLOR_DEPTH_16=y
CONFIG_LV_Z_MEM_POOL_SIZE=262144
CONFIG_LV_Z_VDB_SIZE=10
CONFIG_MAIN_STACK_SIZE=8192


# the benchmark prints its summary table through the LVGL log, and the CPU column needs the load
CONFIG_LV_USE_LOG=y
CONFIG_LV_LOG_LEVEL_USER=y
CONFIG_CPU_LOAD=y
/* LVGL reads the GT967 touch panel as a pointer */
/ {
  lvgl_pointer {
    compatible = "zephyr,lvgl-pointer-input";
    input = <&touch>;
  };
};

选 demo 用 CONFIG_LV_Z_DEMO_*，选 benchmark：

终端窗口
. ~/f101-zephyr/env.sh
cd ~/f101-zephyr
west build -b yuzukineko -d build/lvgl-bench zephyr/samples/modules/lvgl/demos -- -DCONFIG_LV_Z_DEMO_BENCHMARK=y
xfel ddr f101-s3
xfel write 0x40000000 build/lvgl-bench/zephyr/zephyr.bin
xfel exec 0x40000000

可选的 demo 有：

benchmark 自己依次跑完所有场景，约 70 秒后串口输出汇总表（时间单位毫秒，Avg. time 是渲染加刷新）：

[00:00:00.564,000] <inf> gt967: GT967 firmware 0x1040, 1024x768
[00:00:00.569,000] <inf> gt967: configuration 0x63: 1024 x 768, up to 1 point(s), module switch 0x04
*** Booting Zephyr OS build b6f3dfe1a1f4 ***
Heap at 0x40266fb0 contains 32767 units in 15 buckets


  bucket#    min units        total      largest      largest
             threshold       chunks      (units)      (bytes)
  -----------------------------------------------------------
        0            1            1            1            8
        1            2            1            2           16
       14        16384            1        31770       254160


254184 free bytes, 7872 allocated bytes, overhead = 84 bytes (0.0%)
[00:01:09.822,000] <inf> lvgl: Benchmark Summary (9.3.0 )
[00:01:09.822,000] <inf> lvgl: Name, Avg. CPU, Avg. FPS, Avg. time, render time, flush time
[00:01:09.823,000] <inf> lvgl: Empty screen, 72%, 27, 21, 5, 16
[00:01:09.823,000] <inf> lvgl: Moving wallpaper, 97%, 29, 32, 16, 16
[00:01:09.824,000] <inf> lvgl: Single rectangle, 11%, 30, 2, 0, 2
[00:01:09.824,000] <inf> lvgl: Multiple rectangles, 76%, 29, 24, 3, 21
[00:01:09.825,000] <inf> lvgl: Multiple RGB images, 87%, 29, 26, 10, 16
[00:01:09.826,000] <inf> lvgl: Multiple ARGB images, 100%, 25, 36, 20, 16
[00:01:09.827,000] <inf> lvgl: Rotated ARGB images, 100%, 19, 49, 36, 13
[00:01:09.828,000] <inf> lvgl: Multiple labels, 100%, 23, 41, 23, 18
[00:01:09.829,000] <inf> lvgl: Screen sized text, 100%, 12, 78, 62, 16
[00:01:09.830,000] <inf> lvgl: Multiple arcs, 99%, 25, 35, 19, 16
[00:01:09.831,000] <inf> lvgl: Containers, 44%, 30, 12, 8, 4
[00:01:09.832,000] <inf> lvgl: Containers with overlay, 91%, 19, 47, 33, 14
[00:01:09.834,000] <inf> lvgl: Containers with opa, 57%, 29, 16, 12, 4
[00:01:09.835,000] <inf> lvgl: Containers with opa_layer, 94%, 21, 43, 37, 6
[00:01:09.837,000] <inf> lvgl: Containers with scrolling, 100%, 17, 53, 37, 16
[00:01:09.839,000] <inf> lvgl: Widgets demo, 74%, 18, 45, 35, 10
[00:01:09.839,000] <inf> lvgl: All scenes avg.,81%, 23, 34, 22, 12

日志里的表（FPS 的上限是 30，来自 LV_DEF_REFR_PERIOD 的 33 毫秒）：

  • “刷新”一列是 display_write() 的耗时。整屏重画的场景稳定在 16 到 21 毫秒：1024×768 RGB565 是 1.5 MiB，约 90 MB/s 的拷贝加缓存回写。只改一小块的场景（Single rectangle 2 毫秒，Containers 4 毫秒）就小得多。
  • “渲染”一列是软件渲染的耗时。纯色填充几乎为 0，旋转图像（Rotated ARGB images，36 毫秒）、整屏文字（Screen sized text，62 毫秒）、图层透明度（Containers with opa_layer，37 毫秒）慢得多，因为没有 G2D 或向量加速。
  • 汇总行：平均 23 FPS，每帧 34 毫秒，其中渲染 22、刷新 12，平均 CPU 占用 81%。
  • CPU 一列有数值（11% 到 100%），因为 demo 的配置打开了 CONFIG_CPU_LOAD。

板子屏幕上的 benchmark 汇总表

汇总表第一行是所有场景的平均，后面每行是一个场景的 CPU 占用、帧率和每帧耗时（渲染 + 刷新）。左上角和右下角的小标签是 LVGL 的性能监视器，显示当前帧率和 CPU 占用。

5. 运行 widgets demo

Section titled “5. 运行 widgets demo”
终端窗口
west build -b yuzukineko -d build/lvgl-widgets zephyr/samples/modules/lvgl/demos -- -DCONFIG_LV_Z_DEMO_WIDGETS=y
xfel ddr f101-s3
xfel write 0x40000000 build/lvgl-widgets/zephyr/zephyr.bin
xfel exec 0x40000000

运行后的输出，串口（最后一段是 demo 调 lvgl_print_heap_info() 打印的 LVGL 内存池使用情况）：

[00:00:00.493,000] <inf> display_sunxi: 1024x768 @ 60 Hz, fb 0x400b8400, video plane 0
[00:00:00.564,000] <inf> gt967: GT967 firmware 0x1040, 1024x768
[00:00:00.570,000] <inf> gt967: configuration 0x63: 1024 x 768, up to 1 point(s), module switch 0x04
*** Booting Zephyr OS build b6f3dfe1a1f4 ***
Heap at 0x4023e568 contains 32767 units in 15 buckets


  bucket#    min units        total      largest      largest
             threshold       chunks      (units)      (bytes)
  -----------------------------------------------------------
        0            1           22            1            8
        2            4            1            4           32
       14        16384            1        26946       215568


215776 free bytes, 46280 allocated bytes, overhead = 84 bytes (0.0%)

内存池 262144 字节，demo 画出第一屏后用掉 46280 字节，空闲 215776 字节。 板子屏幕上的 LVGL widgets demo

屏幕上是 LVGL v9.3.0 的 widgets demo：顶部是 Profile、Analytics、Shop 三个选项卡，下面是头像和个人信息、输入框、下拉框、滑条和开关。左上角和右下角是性能监视器。

6. 其他 sample

Section titled “6. 其他 sample”
sample命令说明
samples/subsys/display/lvglwest build -b yuzukineko -d build/lvgl-sub zephyr/samples/subsys/display/lvgl该 sample 的 boards/ 下有 yuzukineko.conf 和 yuzukineko.overlay
samples/modules/lvgl/screen_transparencywest build -b yuzukineko -d build/lvgl-trans zephyr/samples/modules/lvgl/screen_transparencysample 要求显示支持 ARGB8888，它的 boards/yuzukineko.conf 里打开了 CONFIG_DISPLAY_SUNXI_ARGB8888
samples/modules/lvgl/multi_display-不适用：需要设备树里有 zephyr,displays 节点，板子只有一个显示
samples/modules/lvgl/accelerometer_chart-不适用：需要 accel0 别名，板子上没有加速度计

LVGL 怎么接到显示

Section titled “LVGL 怎么接到显示”

数据流

Section titled “数据流”

LVGL 自己不碰硬件。Zephyr 一侧的 zephyr/modules/lvgl/lvgl.c 在系统启动阶段（LV_Z_AUTO_INIT，默认打开）做这几件事：

  1. 取 chosen 里的 zephyr,display，读 display_get_capabilities() 得到分辨率和像素格式；
  2. lv_display_create() 建一个 LVGL 显示，分辨率就是显示设备报的帧缓冲分辨率；
  3. 按像素格式选刷新回调：PIXEL_FORMAT_RGB_565 用 lvgl_flush_cb_16bit，PIXEL_FORMAT_ARGB_8888 用 lvgl_flush_cb_32bit；
  4. 分配渲染缓冲（下面讲），设成部分渲染模式；
  5. 为设备树里每个 zephyr,lvgl-*-input 节点注册一个输入设备。

对应的代码（zephyr/modules/lvgl/lvgl_display.c，set_lvgl_rendering_cb() 的 RGB565 / ARGB8888 两个分支）：

case PIXEL_FORMAT_ARGB_8888:
  lv_display_set_color_format(display, LV_COLOR_FORMAT_ARGB8888);
  lv_display_set_flush_cb(display, lvgl_flush_cb_32bit);
  lv_display_add_event_cb(display, lvgl_rounder_cb, LV_EVENT_INVALIDATE_AREA,
        display);
  break;
...
case PIXEL_FORMAT_RGB_565:
case PIXEL_FORMAT_BGR_565:
  lv_display_set_color_format(display, LV_COLOR_FORMAT_RGB565);
  lv_display_set_flush_cb(display, lvgl_flush_cb_16bit);

应用要做的只有两件事：画界面、周期性地调 lv_timer_handler()。它负责重画脏区域，每画完一块就调一次刷新回调，刷新回调最终走到 display_write()。

F101 的显示驱动（drivers/display/sunxi/display_sunxi.c）的 display_write() 把这一块 memcpy 到帧缓冲对应的位置，再做一次数据缓存回写（sys_cache_data_flush_range），显示引擎自己按刷新率扫描这块内存：

for (row = 0; row < desc->height; row++) {
  dst = sunxi_fb + (size_t)(y + row) * data->stride +
      (size_t)x * SUNXI_BPP;
  memcpy(dst, src + row * src_pitch, row_bytes);
  sys_cache_data_flush_range(dst, row_bytes);
}

所以每个像素在内存里有两份：LVGL 渲染缓冲里一份（临时），帧缓冲里一份（长期）。这是 Zephyr 的 LVGL 粘合层的标准做法，F101 上没有直接渲染到帧缓冲的模式。

显示缓冲：怎么选

Section titled “显示缓冲：怎么选”

两处内存要分清：

内存谁分配大小控制它的选项
帧缓冲显示驱动，静态数组（也可以改成运行时分配）宽 × 高 × 每像素字节数。1024×768 RGB565 是 1.5 MiB，ARGB8888 是 3 MiBCONFIG_DISPLAY_SUNXI_RGB565 / ARGB8888、CONFIG_DISPLAY_SUNXI_FB_DIV、CONFIG_DISPLAY_SUNXI_FB_ALLOC
LVGL 渲染缓冲modules/lvgl/lvgl.c，默认静态数组屏幕像素数 × LV_Z_VDB_SIZE% × 每像素字节数。10% 的 1024×768 RGB565 约 157 KiBCONFIG_LV_Z_VDB_SIZE、CONFIG_LV_Z_DOUBLE_VDB、CONFIG_LV_Z_FULL_REFRESH、CONFIG_LV_Z_BUFFER_ALLOC_*

LVGL 的渲染模式在这里固定为部分渲染（LV_DISPLAY_RENDER_MODE_PARTIAL），打开 CONFIG_LV_Z_FULL_REFRESH 才改成整屏渲染。三种常用搭配：

搭配配置特点
默认，部分渲染LV_Z_VDB_SIZE=10渲染缓冲小（约 157 KiB），每次只画脏区域一块块拷。静止的界面几乎不花时间；全屏动画要分约 10 块画。推荐
双缓冲再加 LV_Z_DOUBLE_VDB=y 和 LV_Z_FLUSH_THREAD=y一块在渲染，另一块在拷。F101 上刷新只是一次 memcpy，收益有限，不作为默认
整屏渲染LV_Z_FULL_REFRESH=y（LV_Z_VDB_SIZE 自动变成 100）渲染缓冲和帧缓冲一样大（1.5 MiB），每次都整屏拷。适合想要整帧一致的场合，内存和时间都更大

LV_Z_FLUSH_THREAD 默认关闭：刷新在调 lv_timer_handler() 的那个线程里直接做完。它打开后会多一个线程专门调 display_write()，栈和优先级由 LV_Z_FLUSH_THREAD_STACK_SIZE、LV_Z_FLUSH_THREAD_PRIORITY 设。

驱动没有双缓冲，也不等垂直同步：display_write() 直接改正在被扫描的内存，快速滚动时有撕裂的可能。

两种像素格式：RGB565 和 ARGB8888

Section titled “两种像素格式：RGB565 和 ARGB8888”

这是选配置时最重要的一项：

RGB565ARGB8888
显示选项CONFIG_DISPLAY_SUNXI_RGB565=y（默认）CONFIG_DISPLAY_SUNXI_ARGB8888=y
LVGL 选项CONFIG_LV_COLOR_DEPTH_16=y（LVGL 默认）CONFIG_LV_COLOR_DEPTH_32=y
帧缓冲（1024×768）1.5 MiB3 MiB
透明度不透明，盖住下面所有图层帧缓冲层按每个像素的 alpha 和下面的视频层混合
用途独立的界面应用叠在视频上的界面：MP4 播放器 的统计面板、nes / doom / mgba 的屏幕按键

两个选项必须成对：LVGL 渲染缓冲的大小按 LV_Z_BITS_PER_PIXEL（跟着 LV_COLOR_DEPTH 走）算，而刷新回调按显示设备报告的格式拷贝。两边位数不一致时缓冲大小和拷贝的行宽对不上。

ARGB 模式下，屏幕背景要设成透明才能透出视频层：

lv_obj_set_style_bg_opa(lv_screen_active(), LV_OPA_TRANSP, 0);

nes 的 pad.c 就是这么做的：背景透明，按键是 30% 不透明度的白色按钮。想只覆盖一个角落时用 CONFIG_DISPLAY_SUNXI_FB_WINDOW_WIDTH/HEIGHT 把帧缓冲层限制在左上角，显示引擎每次刷新少读很多内存，给视频层留出带宽，MP4 播放器就是 400×400。

加速：G2D 和 RVV

Section titled “加速：G2D 和 RVV”

LVGL 在 F101 上全部是软件渲染（LV_USE_DRAW_SW），G2D 和 RVV 都没有接。

  • G2D：F101 有 G2D 2D 加速器，Zephyr 里也有它的驱动，但 LVGL 9.3 里没有对应的绘制单元。LV_USE_DRAW_G2D 是 NXP 的 G2D，和 F101 的不是一回事，不能打开。LVGL 绘制的填充、混合、图像缩放都不会交给 G2D。
  • RVV：RISC-V 向量扩展可以用 CONFIG_SUN252I_F101_RVV=y 打开，nes 的配置里就打开了。但 LVGL 的汇编加速选项 LV_USE_DRAW_SW_ASM 只有 NONE、NEON、HELIUM、CUSTOM 四种，没有 RVV 的实现；只有 CUSTOM 可以自己提供汇编，需要向量版混合函数时自己写。
  • 渲染并行：CONFIG_LV_Z_USE_OSAL 可以让 LVGL 用多个线程渲染，默认不打开。

没有加速意味着：填充、混合和文字都由 C907 内核一个像素一个像素算。下面 benchmark 的帧率就是这个情况。

LVGL 怎么接到触摸

Section titled “LVGL 怎么接到触摸”

触摸这条链全部是 Zephyr 标准件，没有 F101 专用的代码：

  1. GT967 驱动（drivers/input/input_gt967.c，CONFIG_INPUT_GT967，设备树里有 goodix,gt967 节点时默认打开）在 INT 引脚中断后通过 I2C 读坐标，用 input_touchscreen_report_pos() 报告 INPUT_ABS_X、INPUT_ABS_Y，再用 input_report_key() 报告 INPUT_BTN_TOUCH。
  2. 设备树里加一个 zephyr,lvgl-pointer-input 节点，input 属性指向触摸节点。
  3. LVGL 的粘合层（zephyr/modules/lvgl/input/lvgl_pointer_input.c）监听这个输入设备的事件，把坐标按显示的方向转换、限制在屏幕范围内，放进消息队列，LVGL 在 lv_timer_handler() 里取出来，当作一个指针设备（LV_INDEV_TYPE_POINTER）。

板级设备树没有这个节点，每个应用要自己加一个 overlay（boards/yuzukineko.overlay）：

/* LVGL reads the GT967 touch panel as a pointer */
/ {
  lvgl_pointer {
    compatible = "zephyr,lvgl-pointer-input";
    input = <&touch>;
  };
};

同时在 prj.conf 里打开 CONFIG_INPUT=y。CONFIG_LV_Z_POINTER_INPUT 默认是 y，只要设备树里有这个节点就会生效。

绑定里还有三个属性，用来处理触摸方向和屏幕方向不一致的情况，用法是写在 lvgl_pointer 节点里：

属性作用
swap-xy交换 X、Y
invert-xX 方向取反
invert-yY 方向取反

GT967 的分辨率在 yuzukineko.dts 里是 screen-width = <1024>; screen-height = <768>;，和屏一致，所以不需要这三个属性。

限制：

  • LVGL 的指针设备只有一个手指。GT967 驱动默认也只报一个点（CONFIG_INPUT_GT967_MAX_TOUCH_POINTS=1），多点触摸 LVGL 不支持。要多点（比如游戏按键）要像 nes 的 pad.c 那样自己读 input 事件，把 CONFIG_INPUT_GT967_MAX_TOUCH_POINTS 调到 5。
  • 触摸驱动的 INT 和 RST 在 PD2、PD3，与 LCD 的引脚复用同一组，换成别的屏时要核对。

新建一个最小的 UI

Section titled “新建一个最小的 UI”

下面是一个完整的 hello 程序：标题、一个按钮、一个点击计数、一个显示触摸坐标的标签。目录结构：

examples/lvgl_hello/
├── CMakeLists.txt
├── prj.conf
├── boards/
│   └── yuzukineko.overlay
└── src/
    └── main.c

放在 ~/f101-zephyr/examples/ 下，和 驱动 一章的演示在一起。

CMakeLists.txt：

cmake_minimum_required(VERSION 3.20.0)
find_package(Zephyr REQUIRED HINTS $ENV{ZEPHYR_BASE})
project(lvgl_hello)


target_sources(app PRIVATE src/main.c)

prj.conf，每一行的含义见后面的 配置选项：

CONFIG_DISPLAY=y
CONFIG_DISPLAY_SUNXI_RGB565=y
CONFIG_INPUT=y


CONFIG_LVGL=y
CONFIG_LV_COLOR_DEPTH_16=y
CONFIG_LV_Z_MEM_POOL_SIZE=65536
CONFIG_LV_Z_VDB_SIZE=10
CONFIG_LV_FONT_MONTSERRAT_14=y
CONFIG_LV_FONT_MONTSERRAT_28=y
CONFIG_LV_USE_LABEL=y
CONFIG_LV_USE_BUTTON=y
CONFIG_LV_USE_SLIDER=y
CONFIG_LV_Z_SHELL=n


CONFIG_MAIN_STACK_SIZE=8192
CONFIG_PRINTK=y
CONFIG_LOG_PRINTK=n
CONFIG_SHELL=n
CONFIG_DEVMEM_SHELL=n

boards/yuzukineko.overlay：同上一节，把 GT967 接成 LVGL 的指针设备。

src/main.c：

#include <stdio.h>
#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/device.h>
#include <zephyr/devicetree.h>
#include <zephyr/drivers/display.h>
#include <lvgl.h>


static lv_obj_t *count_label;
static lv_obj_t *touch_label;
static uint32_t clicks;


static void btn_cb(lv_event_t *e)
{
  char text[32];


  ARG_UNUSED(e);
  snprintf(text, sizeof(text), "clicked %u times", ++clicks);
  lv_label_set_text(count_label, text);
  printk("button clicked, count %u\n", clicks);
}


static void screen_cb(lv_event_t *e)
{
  lv_indev_t *indev = lv_indev_active();
  lv_point_t p;
  char text[32];


  if (indev == NULL) {
    return;
  }
  lv_indev_get_point(indev, &p);
  snprintf(text, sizeof(text), "touch %d, %d", (int)p.x, (int)p.y);
  lv_label_set_text(touch_label, text);
}


int main(void)
{
  const struct device *disp = DEVICE_DT_GET(DT_CHOSEN(zephyr_display));
  lv_obj_t *scr = lv_screen_active();
  lv_obj_t *title, *btn, *btn_label;


  if (!device_is_ready(disp)) {
    printk("display not ready\n");
    return 0;
  }


  title = lv_label_create(scr);
  lv_obj_set_style_text_font(title, &lv_font_montserrat_28, 0);
  lv_label_set_text(title, "Hello YuzukiNeko");
  lv_obj_align(title, LV_ALIGN_TOP_MID, 0, 80);


  btn = lv_button_create(scr);
  lv_obj_set_size(btn, 300, 100);
  lv_obj_align(btn, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);
  lv_obj_add_event_cb(btn, btn_cb, LV_EVENT_CLICKED, NULL);
  btn_label = lv_label_create(btn);
  lv_label_set_text(btn_label, "Click me");
  lv_obj_center(btn_label);


  count_label = lv_label_create(scr);
  lv_label_set_text(count_label, "clicked 0 times");
  lv_obj_align(count_label, LV_ALIGN_CENTER, 0, 90);


  touch_label = lv_label_create(scr);
  lv_label_set_text(touch_label, "touch -, -");
  lv_obj_align(touch_label, LV_ALIGN_BOTTOM_MID, 0, -40);
  lv_obj_add_event_cb(scr, screen_cb, LV_EVENT_PRESSING, NULL);


  lv_timer_handler();
  display_blanking_off(disp);
  printk("lvgl hello: %d x %d\n", (int)lv_display_get_horizontal_resolution(NULL),
         (int)lv_display_get_vertical_resolution(NULL));


  while (1) {
    uint32_t next = lv_timer_handler();


    k_msleep(MIN(next, 1000U));
  }
  return 0;
}

关键点（行号以上面的文件为准）：

  • 38–45 行：取 chosen 里的显示设备，没准备好就退出。LVGL 自己在启动时已经初始化（LV_Z_AUTO_INIT），所以 main() 里不用调 lv_init()，也不用调 lv_display_create()。
  • 47–67 行：创建控件。lv_screen_active() 是当前屏幕，所有控件都挂在它下面或它的子控件下面。lv_obj_align() 相对父控件对齐。
  • 55 行：lv_obj_add_event_cb(btn, btn_cb, LV_EVENT_CLICKED, NULL) 注册点击回调。点击事件是触摸链的终点：GT967 → input → lvgl_pointer → LVGL 指针 → 命中按钮 → LV_EVENT_CLICKED。
  • 67 行：在屏幕本身上监听 LV_EVENT_PRESSING，读 lv_indev_active() 的坐标。事件只发给被按住的控件，按在按钮上时这个回调不会被调，只有按在空白处才更新坐标。
  • 69–70 行：先渲染一次再 display_blanking_off()，避免开屏时闪一下旧内容。官方 demo 也是这个顺序。
  • 74–78 行：主循环。lv_timer_handler() 返回距离下一次需要调用的毫秒数，睡这么久（最长 1 秒）。动画和事件都靠它驱动，不要把它饿死。

字体：lv_font_montserrat_28 要用到，必须有 CONFIG_LV_FONT_MONTSERRAT_28=y，没打开就编译不过。LVGL 自带的 Montserrat 字体只含 ASCII 和少量符号，不含中文。要显示中文需要自己用 LVGL 的字体转换工具生成 C 字体文件加进工程。

配置选项

Section titled “配置选项”

prj.conf 里和 LVGL 有关的主要选项，每行一个：

选项默认说明
CONFIG_LVGLn打开 LVGL
CONFIG_DISPLAYn显示子系统，LVGL 的前提
CONFIG_INPUTn输入子系统，触摸要用
CONFIG_LV_Z_MEM_POOL_SIZE2048LVGL 自己的内存池，所有控件、样式、图像缓存从这里分。hello 用 65536，1024×768 的 widgets / benchmark 用 262144。池满了 LVGL 会死机或画不出东西
CONFIG_LV_Z_MEM_POOL_SYS_HEAPy（默认）内存池用一块私有的 sys_heap；可以改成 LV_Z_MEM_POOL_HEAP_LIB_C 用 C 库的堆
CONFIG_LV_Z_VDB_SIZE10渲染缓冲占屏幕的百分比（1–100）。10% 的 1024×768 RGB565 约 157 KiB
CONFIG_LV_Z_DOUBLE_VDBn用两块渲染缓冲
CONFIG_LV_Z_FULL_REFRESHn整屏渲染，LV_Z_VDB_SIZE 变成 100
CONFIG_LV_Z_BUFFER_ALLOC_STATICy（默认）渲染缓冲用静态数组；LV_Z_BUFFER_ALLOC_DYNAMIC 在运行时从 LVGL 内存池分
CONFIG_LV_Z_FLUSH_THREADn用单独线程调 display_write()
CONFIG_LV_Z_AUTO_INITy启动时自动初始化 LVGL
CONFIG_LV_COLOR_DEPTH_16 / _3216颜色深度，必须和显示驱动的像素格式一致
CONFIG_DISPLAY_SUNXI_RGB565 / ARGB8888RGB565显示驱动的像素格式
CONFIG_DISPLAY_SUNXI_FB_WINDOW_WIDTH / HEIGHT0只显示帧缓冲左上角的一个窗口（0 是整屏），叠在视频上时用
CONFIG_DISPLAY_SUNXI_FB_DIV1帧缓冲每个方向缩小 1/N，由显示引擎放大，省内存但界面变糊
CONFIG_DISPLAY_SUNXI_FB_ALLOCn帧缓冲运行时分配，需要 COMMON_LIBC_MALLOC_ARENA_SIZE 不为 0
CONFIG_LV_FONT_MONTSERRAT_<size>全部 n（默认字体见下）打开哪些字号的字体，用到哪个开哪个
CONFIG_LV_USE_<控件>各不相同打开用到的控件，如 LV_USE_CHART、LV_USE_SLIDER。没打开的控件函数不存在
CONFIG_LV_Z_POINTER_INPUTy指针输入，设备树里有 zephyr,lvgl-pointer-input 节点才生效
CONFIG_LV_Z_POINTER_INPUT_MSGQ_COUNT10指针事件队列长度
CONFIG_INPUT_GT967_MAX_TOUCH_POINTS1触摸驱动一次报告几个点，LVGL 只用一个
CONFIG_LV_USE_LOGn打开 LVGL 日志
CONFIG_LV_Z_SHELL按 sampleLVGL 的 shell 命令，需要 CONFIG_SHELL=y
CONFIG_MAIN_STACK_SIZE1024主线程栈。LVGL 渲染在调用 lv_timer_handler() 的线程里，栈要给够，hello 用 8192
CONFIG_HEAP_MEM_POOL_SIZE板级 262144内核堆。显示驱动的命令队列从这里分，不要改小

关于 LV_FONT_MONTSERRAT_<size>：LVGL 自己的默认字体是 Montserrat 14，Zephyr 的 Kconfig 里要显式打开。用 lv_obj_set_style_text_font() 指定其他字号时，对应字体必须打开，否则编译报找不到符号。

推荐配置

Section titled “推荐配置”
场景配置
独立界面应用（hello 的做法）RGB565，LV_COLOR_DEPTH_16，LV_Z_MEM_POOL_SIZE 65536 起，LV_Z_VDB_SIZE=10，主线程栈 8192
复杂界面、官方 demo同上，LV_Z_MEM_POOL_SIZE=262144
叠在视频上（mp4、nes、doom、mgba）DISPLAY_SUNXI_ARGB8888，LV_COLOR_DEPTH_32，LV_Z_VDB_SIZE=4，FB_WINDOW_* 限制到界面所在的范围，LV_Z_MEM_POOL_SIZE=131072

最后一行直接来自这几个播放器的 prj.conf。LV_Z_VDB_SIZE=4 是因为 ARGB 每个像素 4 字节，缓冲小一些。

内存池大小怎么定：先给大一点，上板后看 LVGL 启动时（lvgl_print_heap_info()，demo 里会调用）打印的 free bytes / allocated bytes，空闲过多就改小。benchmark 启动时是 254184 字节空闲、7872 字节已分配，之后随场景增长。

代码位置

Section titled “代码位置”
文件内容
zephyr/modules/lvgl/lvgl.cLVGL 初始化：取显示、建渲染缓冲、注册输入
zephyr/modules/lvgl/lvgl_display.c刷新回调选择、刷新线程
zephyr/modules/lvgl/lvgl_display_16bit.c、lvgl_display_32bit.cRGB565、ARGB8888 的刷新回调，最后调 display_write()
zephyr/modules/lvgl/lvgl_mem.cLVGL 内存池
zephyr/modules/lvgl/input/lvgl_pointer_input.c触摸（指针）输入
zephyr/modules/lvgl/Kconfig、Kconfig.memory、Kconfig.input上面所有 LV_Z_* 选项
drivers/display/sunxi/display_sunxi.c显示驱动：display_write() 拷贝到帧缓冲
drivers/input/input_gt967.cGT967 触摸驱动
samples/modules/lvgl/demos/官方 demo 的 Zephyr 外壳
modules/lib/gui/lvgl/LVGL 本体（9.3.0）
examples/lvgl_hello/本文的 hello 程序
samples/drivers/vdec/h264_player/src/overlay.c叠加层用法：MP4 播放器的统计面板，折线图
zephyr-components/nes/samples/nes_player/src/pad.c叠加层用法：屏幕按键

功能范围

Section titled “功能范围”
  • G2D 和 RVV：LVGL 全部软件渲染。LVGL 9.3 没有对应 F101 G2D 的绘制单元；需要向量加速时，把 LV_USE_DRAW_SW_ASM 选成 CUSTOM 自己提供汇编。
  • 触摸：LVGL 的指针只有一个手指。要多点（比如游戏按键），像 nes 的 pad.c 那样自己读 input 事件，并把 CONFIG_INPUT_GT967_MAX_TOUCH_POINTS 调到 5。
  • 显示：板子只有一个显示，不支持多显示。
  • 像素格式：编译时用 CONFIG_DISPLAY_SUNXI_RGB565 或 ARGB8888 选定，不能在运行时切换，也不能旋转。
  • 刷新：驱动没有双缓冲和垂直同步，快速滚动可能撕裂。
  • 字体：自带字体不含中文，需要中文时用 LVGL 的字体转换工具生成 C 字体文件加进工程。