TouchGFX花屏解决方案：Cortex-M7 DCache 刷新必加，WBWA 模式性能不打折

TouchGFX 图形渲染出现花屏，核心原因是帧缓冲配置为 WBWA 模式（Normal write-back + 读写分配）时，未刷新 DCache（数据缓存） ——CPU 仅更新 Cache 未同步物理内存，LTDC（LCD 控制器）读取旧数据导致数据不一致。解决方案：在flushFrameBuffer函数中添加SCB_CleanInvalidateDCache()，一键同步 Cache 与物理内存，兼顾性能与显示稳定性。

资料获取：LAT1443 TouchGFX 图形渲染没有刷新DCache导致的花屏问题分析

1. 问题背景：性能与显示的矛盾场景

1.1 核心配置

硬件：Cortex-M7 内核 MCU（如 STM32F7/H7）；
帧缓冲属性：为追求高性能，配置为 WBWA 模式（TEX=1、C=1、B=1）；
图形框架：TouchGFX，执行部分渲染后出现局部花屏；
对比现象：切换为 Write-through（透写）模式后花屏消失，但系统性能下降（单次写入开销增大）。

1.2 关键矛盾

WBWA 模式优势：写数据仅更新 DCache，不立即同步物理内存，速度快、总线开销小；
隐藏风险：TouchGFX 渲染完成后，Cache 中更新的数据未同步到物理内存，LTDC 读取物理内存时拿到旧数据，导致显示花屏。

2. 根源拆解：DCache 数据一致性问题

2.1 WBWA 模式的缓存机制

写操作：CPU 修改帧缓冲数据时，仅写入 DCache，标记为 “脏数据（Dirty）”，暂不写入物理内存；
读取逻辑：LTDC 作为独立主机，直接访问物理内存，而非 DCache；
冲突点：渲染完成后未执行 Cache 维护，DCache 中的新数据与物理内存的旧数据不一致，LTDC 显示异常。

2.2 TouchGFX 的渲染回调机制

TouchGFX 框架在每次局部渲染完成后，会自动调用flushFrameBuffer函数（定义在TouchGFXHAL.cpp），目的是通知框架 “渲染完成”，但默认实现未包含 DCache 刷新操作，无法解决 WBWA 模式下的数据一致性问题。

3. 解决方案：1 行代码修复，零性能损耗

在flushFrameBuffer函数中添加 DCache 清洁 + 无效化操作，确保 Cache 数据同步到物理内存，步骤如下：

3.1 代码修改（核心步骤）

打开工程中的TouchGFXHAL.cpp，找到flushFrameBuffer函数，添加SCB_CleanInvalidateDCache()：

void TouchGFXHAL::flushFrameBuffer(const touchgfx::Rect& rect)
{
    // 调用父类实现，通知TouchGFX框架渲染完成（必须保留）
    TouchGFXGeneratedHAL::flushFrameBuffer(rect);
    
    // 核心修复：清洁并无效化DCache，同步数据到物理内存
    SCB_CleanInvalidateDCache();
}

3.2 函数作用说明

SCB_CleanInvalidateDCache()：CMSIS 标准函数，执行两步操作：
1. Clean（清洁）：将 DCache 中标记为 “Dirty” 的脏数据写入物理内存；
2. Invalidate（无效化）：标记 DCache 对应区域为无效，后续读取直接从物理内存获取新数据；
优势：仅在渲染完成后执行一次，对系统性能影响极小，完全保留 WBWA 模式的性能优势。

3.3 补充：MPU 帧缓冲配置（确保 WBWA 模式正确）

若未正确配置 MPU，DCache 模式可能失效，需按以下参数配置帧缓冲区域：

MPU 参数	配置值	说明
TEX	1	Normal 内存类型标记
C	1	启用 Cache
B	1	启用缓冲
S	0	非共享内存
内存类型	Normal	对应 WBWA 模式

4. 关键注意事项

模式适配：仅 WBWA 模式需要添加该代码，Write-through 模式无需（透写模式自动同步 Cache 与物理内存）；
多主设备场景：除 LTDC 外，若 DMA、其他内核也访问帧缓冲，需同样执行 Cache 维护操作；
函数兼容性：SCB_CleanInvalidateDCache()适用于所有 Cortex-M7 内核 MCU，无需修改适配；

局部刷新优化：若仅局部渲染（如 rect 参数指定区域），可使用SCB_CleanInvalidateDCache_by_Addr()精准刷新指定地址范围，进一步提升效率：

// 局部刷新示例：仅刷新渲染区域对应的Cache
uint32_t fb_addr = (uint32_t)frame_buffer + rect.x + rect.y * LCD_WIDTH;
uint32_t fb_size = rect.width * rect.height * sizeof(uint16_t); // 假设16位色深
SCB_CleanInvalidateDCache_by_Addr((void*)fb_addr, fb_size);

TouchGFX 花屏的核心是 “WBWA 模式下 DCache 数据未同步”，而非硬件或渲染逻辑问题。通过在flushFrameBuffer中添加 1 行 Cache 刷新代码，即可兼顾 WBWA 模式的高性能与显示稳定性，无需牺牲性能切换到 Write-through 模式。该方案适用于所有 Cortex-M7 内核 + TouchGFX 的嵌入式图形应用。