最近由于实验需求，要将图片通过屏幕显示出来，正常来讲使用的ZYNQ平台能够支持DisplayPort(UltraScale系列支持)、HDMI或者VGA，但是通常这类显示方式容易占用大量的带宽，而我其实真正需要的只是一种图片的显示结果，并且是那种对于软件应用层面比较容易编写程序的。理论上来说可以选择RGB屏和带有控制器的MCU屏，由于MCU屏需要初始化以及部分驱动代码，在软件编写层面不是那么的简单，因此选择使用RGB屏，屏幕的分辨率为480x272。其实现有的程序可以直接参考正点原子的ZYNQ系列教程，但是提供的工程为了适配不同屏幕尺寸，添加了一些额外的代码，不够精简。笔者从应用出发，假定已经知道了屏幕的参数，包括分辨率和时序等，那么如果建立一个最小的工程，用于简单的屏幕显示。因此有了本文的具体步骤，其中有些地方笔者也不是很清楚，在此列举出的步骤起一个抛砖引玉的作用。

实验测试平台参数：

ZYNQ型号：xc7z010；（理论上任意型号均可）

屏幕型号：正点原子4.3寸480x272兼容屏幕；（本文只实现了显示功能，触摸未做）

软件版本：Vivado 2018.3

工程源码：点我下载（为了减少文件大小，删除了部分生成的文件，使用过程中记得重新点击Generate Output Products，然后再生成比特流）

根据实际需求，添加ZYNQ核并配置。此处需要注意的是，至少需要一个PS控制PL的GP0端口，以及一个PL读取PS端的HP0口，其中HP0可选择使用32bit或64bit均可，其他系列例如UltraScale设置为128bit亦可。

然后设置PS提供给PL的时钟FCLK_CLK0的频率为100MHz；（此处设置为其他频率也可以，但是需要考虑RGB屏幕所需要的带宽，屏幕分辨率越高，对时钟频率的要求越高）

此处需要说明的是笔者使用的4.3寸屏幕驱动时钟为9MHz，因此添加Clocking Wizard（IP核），使用PLL将100MHz输入频率调整为9MHz输出频率。

此处需要注意的是如果只用到了显示功能，而没有摄像头等功能的话，设置为只读即可，配置截图如下：

将VDMA的数据流转换为带有时序控制的视频流，配置如下：

基本上配置保持默认不变，此处需要说明的是，笔者曾尝试将此IP核设置为支持RGB565形式，但是尝试过后没有成功，因此采用了折中的方法，将VDMA中的数据位宽设置为16bit，然后将16bit经过rgb565转换为rgb888后，扩展为24bit，然后再与Stream to Video Out相连接。

此处需要配置核心为显示参数，如果是后续需要直接用标准的视频显示尺寸，Xilinx官方提供了标准的时序参数，可以直接采用，无需配置。此处的配置如下：

参考正点原子给出的教程，添加该IP核。笔者看了其中的源码功能，发现是对Stream to Video Out中信号的整理，并无逻辑在里面。

最后连接过程可以直接参考工程文件，各模块连接如下：

 首先用一个显示的路径图来说明：

其中主要配置的是VDMA，包括显示内容的地址，然后VDMA自动读取存储器中的显示数据，并转换为Stream数据流，在显示时序的控制下，输出至外界的LCD屏幕。

在这个过程中，如果主控制器（Cortex-A9）想要更改显示的内容，只需要更改DDR3中的数据，即可直接对应到屏幕上的任意一个像素。

对于带宽的分析，主要用于得出显示过程中占用的外部存储器带宽，从而为后续带宽的分配进行量化分析。例如，在嵌入式卷积神经网络加速等应用中，算法的加速需要将考虑将计算的中间结果导出至外部DDR中，由此带来的带宽消耗与片上BRAM存储分配，需要进行详细的量化分析，从而得到更好的理论计算结果。

此处对于带宽的分析分为粗粒度分析和细粒度分析。

（1）粗粒度分析

其中粗粒度分析比较简单，假定显示过程中每个时钟均存在数据传输，直接根据显示的时钟频率乘以显示的数据位宽即可，例如在RGB888中，通常采用32bit位宽存储一个像素点数据，那么此时带宽占用的粗粒度分析如下：

（1）

在公式（1）中，单个像素（Pixel）占用4个字节，高8位的一个字节填充为0，那么RGB888占用36MB/s的带宽；如果采用RGB565的方式，那么单个像素占用2个字节，最终带宽为RGB888的一半，即18MB/s；如果采用256位色的方式，单个像素占用1个字节，最终带宽再减半，即9MB/s。

（2）细粒度分析

细粒度的分析需要考虑显示的时序，根据每秒钟得到的帧数（FPS），然后使用LCD的分辨率（480x272）得到真实的带宽消耗。具体如下：

（2）

其中W为显示屏的行像素480，H为显示屏的列像素272，Tw为显示屏的行时序显示周期，Th为显示屏的帧（列）时序显示周期，f为显示的时钟频率，Pixel为单个像素的字节数。

那么经过公式（2）分析可得细粒度条件下的带宽约为29.85MB/s，具体分析如下：

（3）

同理，若采用RGB565，则带宽减半，降低为约14.93MB/s；若采用256位色，再次降低，约为7.46MB/s。

软件代码的编写比较简单，具体代码如下，其中对于VDMA参考了正点原子ZYNQ教程中给出的相关源码，与之相比减少了动态时钟的配置，缺点是不能够自动适应屏幕的尺寸，是一种简化的设计方法。