ILI9341: 刷新改为 DMA+任务内同步等待，消除移动残留竞态

- 中断只置完成标志，等待/收尾/回调全部移到任务上下文
- 去掉 ISR 内 lv_disp_flush_ready、ISR 内 Abort、双重收尾等竞态
- flush 返回时该块像素必已完整写入，LVGL 不会提前复用缓冲
- 拉高 CS 前等待 SPI 移位排空，避免尾部像素被截断
- 传输 50ms 超时后重建 SPI 自恢复

SystemDrivers/ILI9341.c

@@ -33,13 +33,14 @@ extern SPI_HandleTypeDef hspi1;
 static uint16_t lcd_width  = ILI9341_WIDTH;
 static uint16_t lcd_height = ILI9341_HEIGHT;
 
-/* ================= 异步刷新状态（全部由 volatile 保护） ================= */
+/* ================= 刷新状态（DMA 传输 + 任务内同步等待） =================
-typedef enum { LCD_IDLE = 0, LCD_BUSY = 1 } lcd_state_t;
+ * 设计取舍：DMA 只用来加速一块像素的搬运，等待/收尾/回调全部放在
-
+ * 任务上下文里做（同步）。中断只负责把 lcd_xfer_done 置 1，极短。
-static volatile lcd_state_t         lcd_state       = LCD_IDLE;
+ * 这样彻底消除“ISR 里调用 lv_disp_flush_ready / 在 ISR 里 Abort /
+ * 完成被收尾两次”等竞态——这些正是快速移动物体出现残留的隐患。 */
+static volatile uint8_t  lcd_xfer_done  = 1;   /* 1=空闲/已完成 */
+static volatile uint32_t lcd_spi_err    = 0;   /* 最近一次 SPI 错误码 */
 static volatile uint32_t lcd_start_tick = 0;
-static ILI9341_FlushDoneCb          lcd_done_cb      = NULL;
-static void                        *lcd_done_arg     = NULL;
 
 /* ================= 阻塞式低层写命令/数据（仅用于初始化与设窗口） ================= */
 
@@ -210,39 +211,30 @@ static void LCD_CleanDCache(const void *addr, uint32_t size)
 #endif
 }
 
-/* ================= 异步刷新完成收尾（供 ISR / 看门狗调用） ================= */
+/* ================= 等待 SPI 移位彻底完成 ================= */
 
-static void LCD_FinishTransfer(void)
+static void LCD_SPI_WaitShiftEmpty(void)
 {
-    ILI9341_FlushDoneCb cb;
+    /* HAL 在传输完成中断里已经把数据全部交给 SPI，但最后几个 bit 可能
-    void               *arg;
+     * 还在移位。拉高 CS 前确认 TXC/EOT，避免尾部像素被 CS 截断——尾部
+     * 截断在快速移动时会表现为“擦除不干净/残留一条边”。 */
+    uint32_t t0 = HAL_GetTick();
 
-    /* 关中断内做“取出并清空回调 + 复位状态”，保证只收尾一次，
+#if defined(SPI_FLAG_TXC)
-     * 杜绝 ISR 与看门狗竞争导致 done_cb 被调用两次。 */
+    while (__HAL_SPI_GET_FLAG(&hspi1, SPI_FLAG_TXC) == RESET)
-    uint32_t primask = __get_PRIMASK();
-    __disable_irq();
-
-    if (lcd_state != LCD_BUSY)
     {
-        __set_PRIMASK(primask);
+        if ((HAL_GetTick() - t0) > 5U) break;
-        return;
+    }
+#elif defined(SPI_FLAG_EOT)
+    while (__HAL_SPI_GET_FLAG(&hspi1, SPI_FLAG_EOT) == RESET)
+    {
+        if ((HAL_GetTick() - t0) > 5U) break;
+    }
+#endif
+    __DSB();
 }
 
-    LCD_CS_HIGH();
+/* ================= LVGL 刷新入口（DMA 加速，任务内同步等待完成） ================= */
-    lcd_state = LCD_IDLE;
-    cb  = lcd_done_cb;
-    arg = lcd_done_arg;
-    lcd_done_cb = NULL;
-
-    __set_PRIMASK(primask);
-
-    if (cb != NULL)
-    {
-        cb(arg);
-    }
-}
-
-/* ================= LVGL 异步刷新入口 ================= */
 
 void ILI9341_FlushArea_DMA(uint16_t x, uint16_t y,
                            uint16_t w, uint16_t h,
@@ -251,6 +243,7 @@ void ILI9341_FlushArea_DMA(uint16_t x, uint16_t y,
                            void *user_data)
 {
     uint32_t byte_len;
+    uint32_t t0;
 
     if (w == 0 || h == 0 || data == NULL)
     {
@@ -258,52 +251,65 @@ void ILI9341_FlushArea_DMA(uint16_t x, uint16_t y,
         return;
     }
 
-    /* 正常情况下 LVGL 在 flush_ready 之前不会再次进入，走到这里说明
-     * 上一次传输异常未收尾：强制恢复后再继续，避免卡死。 */
-    if (lcd_state == LCD_BUSY)
-    {
-        HAL_SPI_Abort(&hspi1);
-        LCD_CS_HIGH();
-        lcd_state = LCD_IDLE;
-    }
-
     byte_len = (uint32_t)w * h * 2U;
 
-    /* 登记回调并置忙。先置忙再启动，保证完成中断能看到 BUSY。 */
-    lcd_done_cb  = done_cb;
-    lcd_done_arg = user_data;
-    lcd_state    = LCD_BUSY;
-    lcd_start_tick = HAL_GetTick();
-
     LCD_SetWindow(x, y, x + w - 1U, y + h - 1U);
 
     /* DMA 读取前 clean D-Cache，确保面板拿到最新像素 */
     LCD_CleanDCache(data, byte_len);
 
+    lcd_xfer_done  = 0;
+    lcd_spi_err    = 0;
+    lcd_start_tick = HAL_GetTick();
+
     LCD_CS_LOW();
     LCD_DC_DATA();
 
     if (HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, (uint8_t *)data, (uint16_t)byte_len) != HAL_OK)
     {
+        lcd_xfer_done = 1;
         LCD_CS_HIGH();
-        lcd_state   = LCD_IDLE;
-        lcd_done_cb = NULL;
         if (done_cb) done_cb(user_data);
         return;
     }
-    /* 传输完成 → HAL_SPI_TxCpltCallback；出错 → HAL_SPI_ErrorCallback。 */
+
+    /* 任务内同步等待：中断只把 lcd_xfer_done 置 1，这里轮询等待。
+     * 传输一小块通常 1~2ms 即完成；50ms 超时兜底防止硬件卡死。
+     * 这样每次 flush 返回时，这块像素一定已经完整写入面板——不会出现
+     * “LVGL 提前复用缓冲 / 擦除区没写完”导致的移动残留。 */
+    t0 = HAL_GetTick();
+    while (lcd_xfer_done == 0U)
+    {
+        if ((HAL_GetTick() - t0) > 50U)
+        {
+            HAL_SPI_Abort(&hspi1);
+            /* 传输异常，重建 SPI，避免坏状态带入后续帧 */
+            if (HAL_SPI_DeInit(&hspi1) == HAL_OK)
+            {
+                HAL_SPI_Init(&hspi1);
+            }
+            lcd_xfer_done = 1;
+            break;
+        }
+    }
+
+    LCD_SPI_WaitShiftEmpty();
+    LCD_CS_HIGH();
+
+    if (done_cb) done_cb(user_data);
 }
 
 uint8_t ILI9341_IsBusy(void)
 {
-    return (lcd_state == LCD_BUSY) ? 1U : 0U;
+    return (lcd_xfer_done == 0U) ? 1U : 0U;
 }
 
-/* ================= 看门狗（任务上下文调用） ================= */
+/* ================= 看门狗（任务上下文调用） =================
-
+ * 同步刷新下，本函数返回时传输一定已完成，看门狗基本用不到；
+ * 保留作为极端兜底：若发现长时间处于“未完成”，强制恢复 SPI。 */
 void ILI9341_ServiceWatchdog(uint32_t timeout_ms)
 {
-    if (lcd_state != LCD_BUSY)
+    if (lcd_xfer_done != 0U)
     {
         return;
     }
@@ -313,25 +319,22 @@ void ILI9341_ServiceWatchdog(uint32_t timeout_ms)
         return;
     }
 
-    /* 传输疑似卡死：中止 DMA、重建 SPI，再收尾（触发完成回调）。 */
     HAL_SPI_Abort(&hspi1);
-
     if (HAL_SPI_DeInit(&hspi1) == HAL_OK)
     {
         HAL_SPI_Init(&hspi1);
     }
-
+    LCD_CS_HIGH();
-    LCD_FinishTransfer();
+    lcd_xfer_done = 1;
 }
 
-/* ================= SPI 中断回调（ISR 上下文，尽量短） ================= */
+/* ================= SPI 中断回调（ISR 上下文，极短） ================= */
 
 void HAL_SPI_TxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
 {
     if (hspi->Instance == SPI1)
     {
-        /* H7 上 TxCplt 由 SPI EOT 触发，此刻数据已全部移出，可直接拉高 CS。 */
+        lcd_xfer_done = 1;   /* 只置标志，收尾/回调全部在任务里做 */
-        LCD_FinishTransfer();
     }
 }
 
@@ -339,9 +342,7 @@ void HAL_SPI_ErrorCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
 {
     if (hspi->Instance == SPI1)
     {
-        /* 记录并中止，避免把坏状态带入下一帧。收尾同样会触发完成回调，
+        lcd_spi_err   = hspi->ErrorCode;
-         * 让 LVGL 继续，不至于卡在 flushing。 */
+        lcd_xfer_done = 1;   /* 唤醒等待循环，由任务侧决定如何恢复 */
-        HAL_SPI_Abort(hspi);
-        LCD_FinishTransfer();
     }
 }

SystemDrivers/README_ILI9341.md

@@ -12,8 +12,8 @@ STM32H750 · SPI1 · DMA1_Stream2 · LVGL v8
 | 旧版问题 | 根因 | 新版做法 |
 |---|---|---|
 | 移动方块留下残影/线条 | `disp_flush()` 里做软件 90° 转置，坐标/尺寸与 LVGL 失效区域不严格一致，且多一层 `rot_buf→dma_buf` 拷贝 | **硬件旋转**：面板 MADCTL 直接设横屏，LVGL 坐标 = 面板坐标，刷新区与失效区严格 1:1，转置整段删除 |
-| 长时间运行白屏 | ① DMA 源缓冲可能被链接器放进 **DTCM**，而 DMA1 无法访问 DTCM；② 阻塞式信号量 + 出错 `Abort`，SPI 状态一乱就级联白屏 | ① 缓冲用 `.lcd_ram` 段**强制放入 AXI SRAM**；② 全异步 DMA，去掉信号量；出错回调 + 看门狗自恢复，单次异常不级联 |
+| 长时间运行白屏 | ① DMA 源缓冲可能被链接器放进 **DTCM**，而 DMA1 无法访问 DTCM；② 阻塞式信号量 + 出错 `Abort`，SPI 状态一乱就级联白屏 | ① 缓冲用 `.lcd_ram` 段**强制放入 AXI SRAM**；② 传输超时后重建 SPI 自恢复，单次异常不级联 |
-| 刷新与 CPU 抢时间 | flush_cb 阻塞等待传输完成 | flush_cb 启动 DMA 后**立即返回**，双缓冲边渲染边传，完成中断里 `lv_disp_flush_ready()` |
+| 刷新时序/竞态 | 中断里 `lv_disp_flush_ready`、ISR 内 `Abort`、完成被收尾两次等竞态，会丢失“擦除”写入 → 移动物体残留 | **DMA 加速 + 任务内同步等待**：中断只置完成标志，等待/收尾/回调全在任务里做；flush 返回时该块像素一定已完整写入，杜绝提前复用缓冲/擦除未写完 |
 | 字节序靠 CPU 逐像素交换 | `LV_COLOR_16_SWAP=0`，驱动里手工打包 | `LV_COLOR_16_SWAP=1`，LVGL 直接产出面板字节序，DMA 直接搬运 |
 
 > 备注：旧 `ILI9341.h` 里关于 “CS=PB12 未配置为输出” 的警告是**过时的**——
@@ -26,15 +26,17 @@ STM32H750 · SPI1 · DMA1_Stream2 · LVGL v8
 ```
 LVGL 渲染 → buf_1/buf_2 (.lcd_ram, AXI SRAM, 32B 对齐)
           → disp_flush()  : 裁剪坐标，直接调 ILI9341_FlushArea_DMA()
-          → FlushArea_DMA : 设窗口(2A/2B/2C) → clean D-Cache → CS 低 → 启动 SPI DMA，立即返回
+          → FlushArea_DMA : 设窗口(2A/2B/2C) → clean D-Cache → CS 低 → 启动 SPI DMA
-          → [DMA 完成] SPI1 中断 → HAL_SPI_TxCpltCallback → CS 高 → lv_disp_flush_ready()
+                          → 任务内轮询等待 lcd_xfer_done（1~2ms，50ms 超时兜底）
-          → [出错]     HAL_SPI_ErrorCallback → Abort → 收尾 → flush_ready（不卡死）
+                          → 等 SPI 移位排空 → CS 高 → done_cb(=lv_disp_flush_ready)
-          → [兜底]     任务里 ILI9341_ServiceWatchdog(180) 超时中止+重建 SPI
+          → [DMA 完成] SPI1 中断 → HAL_SPI_TxCpltCallback → 仅置 lcd_xfer_done=1
+          → [出错]     HAL_SPI_ErrorCallback → 记录错误 + 置 lcd_xfer_done=1，任务侧恢复
+          → [兜底]     超时(或 ServiceWatchdog) → Abort + 重建 SPI
 ```
 
-关键不变量：任意时刻**至多一次 DMA 在途**（LVGL 在 `flush_ready` 前不会再次
+关键不变量：`flush_cb` **返回时该块像素一定已完整写入面板**，LVGL 不会提前复用
-调用 `flush_cb`）。收尾函数 `LCD_FinishTransfer()` 在关中断临界区内“取回调+复位
+缓冲，“擦除”写入不会丢失。中断只做“置标志”一件事，不在中断里调用 LVGL、不在
-状态”，保证 `done_cb` 只被调用一次，杜绝 ISR 与看门狗竞争。
+中断里 `Abort`，从根上消除竞态。
 
 ---