From fd6c18c4c7f46dc039d7fcb06d748e034795dd47 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: zhy200308 <2258391712@qq.com> Date: Wed, 8 Jul 2026 11:40:20 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?ILI9341:=20=E5=A2=9E=E5=8A=A0=20DMA/=E7=BA=AF?= =?UTF-8?q?=E9=98=BB=E5=A1=9E=20=E4=B8=A4=E7=A7=8D=E4=BC=A0=E8=BE=93=20+?= =?UTF-8?q?=20=E6=AF=8F=E6=AC=A1=20flush=20=E6=97=A5=E5=BF=97=EF=BC=8C?= =?UTF-8?q?=E4=BE=BF=E4=BA=8E=E5=AE=9A=E4=BD=8D=E9=94=99=E4=BD=8D/?= =?UTF-8?q?=E6=AE=8B=E7=95=99?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit - ILI9341_USE_DMA 开关：1=DMA+同步等待，0=纯阻塞SPI(不用DMA)，同一入口 - ILI9341_LOG_EN/LOG_EVERY：每次(或每N次)flush 打印 方式/区域/字节/耗时/ 错误码/累计错误/超时/缓冲地址(判断是否落在AXI SRAM) - DWT 微秒计时；纯阻塞路径无 D-Cache/DMA 一致性问题，用于对照 - README 增加两种模式对照判读表 --- SystemDrivers/ILI9341.c | 156 +++++++++++++++++++++++++++----- SystemDrivers/ILI9341.h | 19 ++++ SystemDrivers/README_ILI9341.md | 45 +++++++++ 3 files changed, 196 insertions(+), 24 deletions(-) diff --git a/SystemDrivers/ILI9341.c b/SystemDrivers/ILI9341.c index d0a65b5..376b316 100644 --- a/SystemDrivers/ILI9341.c +++ b/SystemDrivers/ILI9341.c @@ -1,4 +1,5 @@ #include "ili9341.h" +#include "uart4.h" /* Debug_Printf：刷新日志 */ /* * ILI9341 驱动 —— 全异步 DMA 重写版 @@ -42,6 +43,34 @@ 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; +/* ---- 诊断统计 ---- */ +static uint32_t lcd_flush_cnt = 0; /* flush 总次数 */ +static uint32_t lcd_err_cnt = 0; /* SPI 错误次数 */ +static uint32_t lcd_timeout_cnt = 0; /* 传输超时次数 */ + +/* ================= DWT 微秒计时（用于日志里的传输耗时） ================= */ +static void LCD_DWT_Init(void) +{ +#if defined(DWT) && defined(CoreDebug) + CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk; + DWT->CYCCNT = 0; + DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk; +#endif +} + +static uint32_t LCD_Micros(uint32_t start_cyc) +{ +#if defined(DWT) + uint32_t now = DWT->CYCCNT; + uint32_t diff = now - start_cyc; /* 32 位自然回绕 */ + uint32_t cyc_per_us = SystemCoreClock / 1000000U; + return (cyc_per_us != 0U) ? (diff / cyc_per_us) : diff; +#else + (void)start_cyc; + return 0U; +#endif +} + /* ================= 阻塞式低层写命令/数据（仅用于初始化与设窗口） ================= */ static void LCD_WriteCmd(uint8_t cmd) @@ -98,6 +127,8 @@ void ILI9341_Init(void) LCD_CS_HIGH(); LCD_BL_ON(); + LCD_DWT_Init(); + LCD_Reset(); LCD_WriteCmd(0x01); /* Software reset */ @@ -234,26 +265,15 @@ static void LCD_SPI_WaitShiftEmpty(void) __DSB(); } -/* ================= LVGL 刷新入口（DMA 加速，任务内同步等待完成） ================= */ +/* ================= 两种传输实现 ================= + * 均为“同步返回”：函数返回时该块像素一定已完整写入面板。 + * 返回值：0=成功，1=超时/出错（已尽力恢复）。 */ -void ILI9341_FlushArea_DMA(uint16_t x, uint16_t y, - uint16_t w, uint16_t h, - const uint16_t *data, - ILI9341_FlushDoneCb done_cb, - void *user_data) +/* (A) DMA 传输 + 任务内同步等待 */ +static uint8_t LCD_Xfer_DMA(const uint16_t *data, uint32_t byte_len) { - uint32_t byte_len; uint32_t t0; - - if (w == 0 || h == 0 || data == NULL) - { - if (done_cb) done_cb(user_data); - return; - } - - byte_len = (uint32_t)w * h * 2U; - - LCD_SetWindow(x, y, x + w - 1U, y + h - 1U); + uint8_t fail = 0; /* DMA 读取前 clean D-Cache，确保面板拿到最新像素 */ LCD_CleanDCache(data, byte_len); @@ -269,32 +289,120 @@ void ILI9341_FlushArea_DMA(uint16_t x, uint16_t y, { lcd_xfer_done = 1; LCD_CS_HIGH(); - if (done_cb) done_cb(user_data); - return; + return 1; } - /* 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。 */ + /* 中断只把 lcd_xfer_done 置 1，这里轮询等待；50ms 超时兜底。 */ 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; + lcd_timeout_cnt++; + fail = 1; break; } } LCD_SPI_WaitShiftEmpty(); LCD_CS_HIGH(); + return fail; +} + +/* (B) 纯阻塞 SPI（完全不用 DMA，CPU 直推） + * CPU 经缓存读数据，无 DMA/D-Cache 一致性问题；用于对照排查。 */ +static uint8_t LCD_Xfer_Poll(const uint16_t *data, uint32_t byte_len) +{ + HAL_StatusTypeDef st; + + lcd_xfer_done = 1; /* 阻塞方式无“在途”状态 */ + lcd_spi_err = 0; + lcd_start_tick = HAL_GetTick(); + + LCD_CS_LOW(); + LCD_DC_DATA(); + + /* byte_len 上限 = 单块缓冲字节数 < 65535，可一次发完 */ + st = HAL_SPI_Transmit(&hspi1, (uint8_t *)data, (uint16_t)byte_len, 100); + + LCD_SPI_WaitShiftEmpty(); + LCD_CS_HIGH(); + + return (st == HAL_OK) ? 0U : 1U; +} + +/* ================= LVGL 刷新入口（按开关选择传输方式，带日志） ================= */ + +void ILI9341_FlushArea_DMA(uint16_t x, uint16_t y, + uint16_t w, uint16_t h, + const uint16_t *data, + ILI9341_FlushDoneCb done_cb, + void *user_data) +{ + uint32_t byte_len; + uint8_t fail; + uint32_t cyc0; + uint32_t us; + + if (w == 0 || h == 0 || data == NULL) + { + if (done_cb) done_cb(user_data); + return; + } + + byte_len = (uint32_t)w * h * 2U; + + LCD_SetWindow(x, y, x + w - 1U, y + h - 1U); + +#if defined(DWT) + cyc0 = DWT->CYCCNT; +#else + cyc0 = 0U; +#endif + +#if (ILI9341_USE_DMA) + fail = LCD_Xfer_DMA(data, byte_len); +#else + fail = LCD_Xfer_Poll(data, byte_len); +#endif + + us = LCD_Micros(cyc0); + + lcd_flush_cnt++; + if (fail || lcd_spi_err) lcd_err_cnt++; + +#if (ILI9341_LOG_EN) + if ((lcd_flush_cnt % ILI9341_LOG_EVERY) == 0U) + { + /* 一行一条，便于两种方式对比： + * 方式 / 序号 / 区域 / 字节数 / 传输耗时us / 是否失败 / SPI错误码 / + * 累计错误 / 累计超时 / 数据缓冲地址(判断是否落在 0x24xxxxxx=AXI SRAM) */ + Debug_Printf("[LCD] %s #%lu (%u,%u %ux%u) len=%lu t=%luus fail=%u err=0x%lX " + "eC=%lu toC=%lu buf=0x%08lX\r\n", +#if (ILI9341_USE_DMA) + "DMA ", +#else + "POLL", +#endif + (unsigned long)lcd_flush_cnt, + (unsigned)x, (unsigned)y, (unsigned)w, (unsigned)h, + (unsigned long)byte_len, + (unsigned long)us, + (unsigned)fail, + (unsigned long)lcd_spi_err, + (unsigned long)lcd_err_cnt, + (unsigned long)lcd_timeout_cnt, + (unsigned long)(uint32_t)data); + } +#else + (void)us; +#endif if (done_cb) done_cb(user_data); } diff --git a/SystemDrivers/ILI9341.h b/SystemDrivers/ILI9341.h index 247d6cd..5aa733b 100644 --- a/SystemDrivers/ILI9341.h +++ b/SystemDrivers/ILI9341.h @@ -27,6 +27,25 @@ extern "C" { * 不会级联导致长时间白屏。 * ============================================================ */ +/* ============================================================ + * 诊断/调试开关 + * ILI9341_USE_DMA : 1 = 用 DMA 搬运像素（+任务内同步等待） + * 0 = 纯阻塞 SPI（完全不用 DMA，CPU 直推） + * 两种方式共用同一入口 ILI9341_FlushArea_DMA()， + * 切换后对比日志即可判断“错位/残留”是否与 DMA 相关。 + * ILI9341_LOG_EN : 1 = 每次 flush 打印一行日志（走 UART4 Debug_Printf） + * ILI9341_LOG_EVERY: 每多少次 flush 打印一次（1=每次；调大可减轻串口负担） + * ============================================================ */ +#ifndef ILI9341_USE_DMA +#define ILI9341_USE_DMA 1 +#endif +#ifndef ILI9341_LOG_EN +#define ILI9341_LOG_EN 1 +#endif +#ifndef ILI9341_LOG_EVERY +#define ILI9341_LOG_EVERY 1U +#endif + /* 面板原生（未旋转）分辨率 */ #define ILI9341_NATIVE_WIDTH 240U #define ILI9341_NATIVE_HEIGHT 320U diff --git a/SystemDrivers/README_ILI9341.md b/SystemDrivers/README_ILI9341.md index f8e1f57..82f17e2 100644 --- a/SystemDrivers/README_ILI9341.md +++ b/SystemDrivers/README_ILI9341.md @@ -69,6 +69,51 @@ STM32H7 的坑：**DMA1/DMA2 无法访问 DTCM(0x20000000)**，能访问 AXI SRA --- +## 4.5 诊断：DMA vs 纯阻塞 + 日志（排查错位/残留） + +在 `ILI9341.h` 顶部有三个开关： + +```c +#define ILI9341_USE_DMA 1 // 1=DMA搬运(+任务内同步等待) 0=纯阻塞SPI(不用DMA) +#define ILI9341_LOG_EN 1 // 1=每次flush打印一行日志(UART4) +#define ILI9341_LOG_EVERY 1U // 每N次flush打印一次(串口太卡就调大，如 8/16) +``` + +两种传输走**同一个入口** `ILI9341_FlushArea_DMA()`，只是内部实现不同， +所以切换 `ILI9341_USE_DMA` 后其它代码无需改动，直接对比现象与日志即可判断 +“错位/残留”到底和 DMA / D-Cache 有没有关系。 + +日志格式（UART4，115200 或工程设定波特率）： + +``` +[LCD] DMA #1234 (20,115 46x40) len=3680 t=210us fail=0 err=0x0 eC=0 toC=0 buf=0x24000000 + │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └ 数据缓冲地址：必须是 0x24xxxxxx(AXI SRAM)； + │ │ │ │ │ │ │ │ │ └ 累计超时次数 若是 0x2000xxxx(DTCM) 说明 scatter 没生效 + │ │ │ │ │ │ │ │ └ 累计错误次数 + │ │ │ │ │ │ │ └ 本次 SPI 错误码(HAL ErrorCode) + │ │ │ │ │ │ └ 本次是否失败(1=超时/出错) + │ │ │ │ │ └ 本次传输耗时(微秒, DWT 计时) + │ │ │ │ └ 本次字节数 + │ │ │ └ 区域宽x高 + │ │ └ 区域左上角(x,y) + │ └ flush 序号 + └ 传输方式: DMA / POLL +``` + +**怎么判断：** + +| 现象 | 结论 | +|---|---| +| `POLL` 模式画面**干净**、`DMA` 模式**错位** | 问题在 DMA / D-Cache 一致性（缓冲没 clean 干净、或缓冲不在 AXI） | +| 两种模式**都错位** | 与 DMA 无关，是**面板刷新撕裂**（需 TE 同步）或上层逻辑 | +| 日志里 `buf=0x2000xxxx` | scatter 没生效，缓冲落在 DTCM，DMA 读到错/旧数据 → 先修内存放置 | +| `err=` 非 0 或 `eC` 持续增长 | SPI 总线错误（接线/速率/干扰），先降 `BaudRatePrescaler` 验证 | +| `toC` 增长 | 传输超时，DMA/中断未触发，查 NVIC/时钟 | +| `t=` 远大于预期(如 >20ms) | SPI 太慢/被阻塞，撕裂概率大增 | + +> 串口日志是**阻塞发送**，会显著拖慢刷新、改变时序。判断完请把 `ILI9341_LOG_EN` +> 关回 0（或把 `ILI9341_LOG_EVERY` 调大），否则时序失真、也会掩盖真实表现。 + ## 5. 参数与调优 - `DISP_BUF_LINES`（lv_port_disp.c，默认 20）：单块缓冲行数。越大单次 DMA 越长、