STM32L4R9 TouchGFX垂直镜像高效实现：GFXMMU硬件级方案（无需额外 UI 资源）

STM32L4R9 的 GFXMMU 外设可直接实现 TouchGFX 画面垂直镜像，核心逻辑是反序加载 LUT（查找表）+ 偏移 LTDC 帧缓冲地址，无需额外开发两套 UI 资源或修改显示代码，从硬件层面完成镜像映射，兼顾效率与资源占用。

资料获取：开发经验 | LAT1540 通过GFXMMU实现TouchGFX画面垂直镜像

1. 问题背景：为什么需要硬件级镜像方案？

客户基于 STM32L4R9 开发产品，需在原有正常显示基础上新增垂直镜像功能，核心诉求如下：

避免资源冗余：不希望维护两套 UI 图片、布局代码，减少 Flash 和 RAM 占用；
降低开发成本：无需修改 TouchGFX 的绘制逻辑，通过硬件配置快速实现；
保证显示效率：不额外占用 CPU 算力，镜像过程由 GFXMMU 自动完成。

而 STM32L4R9 的 GFXMMU 外设（图形内存管理单元）原本用于优化非矩形面板的帧缓冲占用，其 LUT 映射机制可灵活调整虚拟地址与物理内存的对应关系，恰好适配垂直镜像需求。

2. 核心原理：GFXMMU 的 LUT 反序映射逻辑

GFXMMU 的核心是 “虚拟地址→物理地址” 的映射，通过 LUT 定义每行显示数据的物理存储位置，垂直镜像的实现本质是颠倒虚拟行与物理行的对应关系：

正常显示：虚拟空间第 N 行 → 物理帧缓冲（Frame Buffer）第 N 行；
垂直镜像：虚拟空间第 N 行 → 物理帧缓冲第（总行数 - 1-N）行；
关键前提：GFXMMU 支持多段 LUT 配置，可同时开辟正序和反序映射区域，通过切换 LTDC 帧缓冲地址实现 “正常 / 镜像” 快速切换。

以 STM32L4R9-Discovery 板的 390×390 分辨率 LCD 为例：

开辟虚拟空间 0-389 行：LUT 正序加载，对应正常显示；
开辟虚拟空间 390-779 行：LUT 反序加载，对应垂直镜像；
切换镜像时，仅需将 LTDC 帧缓冲地址偏移 390 行，指向反序映射区域。

3. 实操实现步骤：3 步完成硬件镜像配置

以 390×390 分辨率为例，基于 STM32CubeHAL 实现，关键代码与配置如下：

3.1 第一步：GFXMMU 基础初始化

配置 GFXMMU 的块大小、缓冲地址等基础参数，启用中断（可选）：

GFXMMU_HandleTypeDef hgfxmmu;

void MX_GFXMMU_Init(void) {
  hgfxmmu.Instance = GFXMMU;
  hgfxmmu.Init.BlocksPerLine = GFXMMU_192BLOCKS;  // 每行192个块（适配390分辨率）
  hgfxmmu.Init.DefaultValue = 0xE;                 // 默认填充值
  hgfxmmu.Init.Buffers.BufAddress = 0x20040000;    // 物理帧缓冲基地址
  hgfxmmu.Init.Interrupts.Activation = DISABLE;     // 按需启用中断

  if (HAL_GFXMMU_Init(&hgfxmmu) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}

3.2 第二步：反序加载 LUT（核心配置）

创建反序 LUT 数组，将虚拟行映射到物理帧缓冲的倒序行，再配置到 GFXMMU：

#define GFXMMU_LUT_SIZE 390  // 对应LCD行数（390行）
uint32_t gfxmmu_lut_config[GFXMMU_LUT_SIZE * 2];  // 正序LUT（默认生成）
uint32_t gfxmmu_lut_config_rgb888_invert[GFXMMU_LUT_SIZE * 2] = {0};

// 反序加载LUT：虚拟行i → 物理行（GFXMMU_LUT_SIZE-1 -i）
for (uint32_t i = 0; i < GFXMMU_LUT_SIZE; i++) {
  // 复制对应物理地址的LUT配置（反序索引）
  gfxmmu_lut_config_rgb888_invert[i * 2] = gfxmmu_lut_config[(GFXMMU_LUT_SIZE - 1 - i) * 2];
  gfxmmu_lut_config_rgb888_invert[i * 2 + 1] = gfxmmu_lut_config[(GFXMMU_LUT_SIZE - 1 - i) * 2 + 1];
}

// 配置反序LUT到GFXMMU（虚拟地址390-779行）
if (HAL_GFXMMU_ConfigLut(&hgfxmmu, GFXMMU_LUT_LAST + 1, 390, (uint32_t)gfxmmu_lut_config_rgb888_invert) != HAL_OK) {
  Error_Handler();
}

// 禁用非显示行（390×2=780行后，避免无效映射）
if (HAL_GFXMMU_DisableLutLines(&hgfxmmu, 780, 1024 - 780) != HAL_OK) {
  Error_Handler();
}

3.3 第三步：偏移 LTDC 帧缓冲地址

将 LTDC 的帧缓冲地址指向 GFXMMU 的反序映射区域（偏移 390 行），实现镜像显示：

#define GFXMMU_VIRTUAL_BUFFER_BASE 0x0  // GFXMMU虚拟地址基址
#define LINE_BYTE_SIZE 390 * 3  // 390×3字节（RGB888格式）

// LTDC配置：帧缓冲地址 = 虚拟基址 + 390行偏移（指向反序区域）
HAL_LTDC_SetAddress(&hltdc, GFXMMU_VIRTUAL_BUFFER_BASE + LINE_BYTE_SIZE * 390, 0);
__HAL_LTDC_LAYER_ENABLE(&hltdc, 0);  // 启用LTDC层

4. 验证结果：镜像效果与切换逻辑

正常显示：LTDC 帧缓冲地址指向 GFXMMU 虚拟地址 0-389 行（正序 LUT），画面为原始方向；
垂直镜像：地址指向 390-779 行（反序 LUT），画面上下颠倒，与物理帧缓冲数据完全一致，无失真；
切换方式：仅需修改HAL_LTDC_SetAddress的偏移量，无需重启外设，切换高效。

5. 开发经验小结

分辨率适配：LUT 大小需与 LCD 行数严格一致，偏移量 = 每行字节数 × 行数（需匹配像素格式，如 RGB888 为 3 字节 / 像素）；
资源优化：无需额外帧缓冲，仅占用少量 LUT 存储空间（390 行 ×2×4 字节 = 3120 字节），远低于复制一套 UI 资源的开销；
兼容性扩展：该方案适用于所有支持 GFXMMU 的 STM32L4 + 系列，仅需调整 LUT 大小、偏移量适配不同分辨率 LCD；
注意事项：GFXMMU 初始化需在 LTDC 启动前完成，LUT 配置后需禁用非显示行，避免无效地址访问。