ILI9341ライブラリ描画高速化

概要

ILI9341ライブラリはピクセルの書き込みを行う際、SPI通信を毎回開け直している。
そのため無駄な通信が多く、非常に遅くなっている。(下図)
ピクセルに書き込みを行っている関数を探し出し、それを使って描画コードを自作することで描画を高速化する。
なのでライブラリ内の図形描画や文字描画は早くならない。

(昔作った図)

他の液晶ライブラリも共通な部分が多いので、同じように高速化できる...かもしれない

環境

マイコン:teensy4.0

液晶:ILI9341搭載2.8インチSPI制御タッチパネル付TFT液晶　MSP2807
　https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-16265/

ライブラリ:teensy用ILI9341ライブラリ ILI9341_t3.h (teensyduino入れた時についてきた)

手順

描画関数を特定する

105行あたりに drawpixel()関数がある。

ILI9341_t3.cpp

void ILI9341_t3::drawPixel(int16_t x, int16_t y, uint16_t color)
{

	if ((x < 0) || (x >= _width) || (y < 0) || (y >= _height))
		return;

	beginSPITransaction(_clock);
	setAddr(x, y, x, y);
	writecommand_cont(ILI9341_RAMWR);
	writedata16_last(color);
	endSPITransaction();
}

1pxだけ書き込んで、通信を終了している。

使う関数をpublicにする

drawPixel()内の関数を使いたいので使えるようにコードを改編する。
宣言されている場所に行き、protectedを消してpublicにしてしまう。
301行あたり

ILI9341_t3.h

    ....
    uint16_t measureTextWidth(const char *text, int chars = 0);
	uint16_t measureTextHeight(const char *text, int chars = 0);
	int16_t strPixelLen(char *str);

	// protected: ←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←ここ
	unsigned long _clock = ILI9341_SPICLOCK;
	int16_t _width, _height; // Display w/h as modified by current rotation
	int16_t cursor_x, cursor_y;
	uint16_t textcolor, textbgcolor;
    ....

描画コードを自作する

canvasに描いたものを出力する。
canvas[x][y]=tft.color565(r,g,b); で描ける。

main.ino

#include <ILI9341_t3.h>
#include <SPI.h>
#define TFT_DC  9
#define TFT_CS 10
ILI9341_t3 tft = ILI9341_t3(TFT_CS, TFT_DC);
void setup(){
    Serial.begin(115200);
    tft.begin();
    tft.setClock(79999999); //ここは定格越えてて、動作するギリギリにしてある
    tft.setRotation( 1 );
    tft.fillScreen(ILI9341_BLACK);
}

short canvas[320][240];//二次元配列

void loop(){
    static int count=0;
    static int fps=0;
    count++;
    //draw canvas
    tft.beginSPITransaction(tft._clock); //描画開始
    tft.setAddr(0, 0, 320, 240); //書く範囲指定
    tft.writecommand_cont(ILI9341_RAMWR); //書き込みコマンド？？？知らん
    for(int y=0;y<240;y++){
      for(int x=0;x<320;x++){
          if(x==319 && y==239){//最後はwritedata16_last
                tft.writedata16_last(canvas[x][y]); 
                tft.endSPITransaction(); //描画終了
            }
          else tft.writedata16_cont(canvas[x][y]); //ピクセル(x,y)描画
          canvas[x][y]=tft.color565(0,0,0); //黒塗り初期化
      }
    }
//    while(millis()-ftime <= 33); //fps固定
    if((millis()-startTime) >= 1000){ //fps計算
        startTime = millis();
        Serial.print(count);
        Serial.print("FPS ");
        fps=count;
        count=0;
    }
}

おわり

書き込んでみる
SDカードから画像を読み込むコードを書いた。

もともと15fpsだったものが、45fps出るようになった。

せっかくなら60fps出したかったけど... ILI9341側がギリギリなのでできるのか分からん
1f前のcanvasと比較して、変化がないところはスキップする...とか？(FPS不安定になりそう)

↓これ作る時に使った

更新日 2023/02/02