perf(P4): Zeichenpuffer für flüssigen Bildlauf (1.6.25)

Nach der Umstellung auf einen Bildspeicher war der Bildlauf sehr zäh. Grund
war der Zwischenpuffer: Mit 120 Zeilen brauchte ein Bildlauf über die ganze
Seite sechs Durchgänge, jeder mit eigener Übertragung in den Bildspeicher.

- CONFIG_EXAMPLE_LVGL_PORT_BUF_HEIGHT auf LCD_V_RES: ein Durchgang statt
  sechs.
- Zweiter Zeichenpuffer (LVGL_PORT_SECOND_DRAW_BUFFER), damit LVGL den
  nächsten Bereich zeichnen kann, während der vorige übertragen wird. Dafür
  eine kleine, markierte Änderung in lvgl_port_v9.c - der Hersteller-Port
  legt dort nur einen Puffer an.

Kosten 2 x 2,8 MB PSRAM. Das Startverhalten bleibt unberührt: Es handelt
sich um Zeichenpuffer, nicht um Bildspeicher der Anzeige - es bleibt bei
einem Bildspeicher.

Beide Panel-Varianten mit arduino-cli gegengebaut.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>

P4_Display_Firmware/Changelog.txt

@@ -1,3 +1,33 @@
+Version 1.6.25:
+- Der Bildlauf war nach der Umstellung auf einen Bildspeicher sehr zaeh. Grund war der
+  Zwischenpuffer, in den LVGL zeichnet: Mit 120 Zeilen brauchte ein Bildlauf ueber die
+  ganze Seite sechs Durchgaenge, jeder mit eigener Uebertragung in den Bildspeicher.
+- Der Zwischenpuffer hat jetzt volle Bildhoehe - ein Durchgang statt sechs. Dazu kommt ein
+  zweiter Puffer, damit LVGL bereits den naechsten Bereich zeichnen kann, waehrend der
+  vorige noch uebertragen wird.
+- Kosten: 2 x 2,8 MB PSRAM zusaetzlich, bei 32 MB unkritisch. Am Startverhalten aendert
+  sich nichts: Diese Puffer sind Zeichenpuffer, keine Bildspeicher der Anzeige - es bleibt
+  bei EINEM Bildspeicher, und nur der war fuer den Startfehler verantwortlich.
+
+Version 1.6.24:
+- Ursache des unzuverlaessigen Starts gefunden und behoben: die Anzahl der Bildspeicher.
+  Mit zwei Bildspeichern kam nach dem Einschalten kein Bild - der Hochlauf meldete
+  durchgehend Erfolg, das Panel blieb dunkel, und erst ein Reset half. Mit genau einem
+  startet es zuverlaessig. Belegt wurde das mit den Prueffarbbalken: Sie erscheinen mit
+  einem Speicher sofort, mit zweien nicht. Der Werks-Testsketch benutzt ebenfalls einen -
+  das war der letzte verbliebene Unterschied zu ihm.
+- Die Oberflaeche laeuft deshalb ohne Doppelpufferung: LVGL zeichnet in einen
+  Zwischenpuffer von 120 Zeilen im PSRAM, der dann in den einen Bildspeicher uebertragen
+  wird. Bei schnellen Bildwechseln kann kurz eine Kante sichtbar werden; ein zuverlaessig
+  startendes Display wiegt das auf.
+- Schalter WS7_SINGLE_FB in pins_config.h. WS7_PARTIAL_REFRESH ist damit wirkungslos, weil
+  es ohne Doppelpufferung nichts umzuschalten gibt.
+- Der PSRAM-Bedarf sinkt von 5,4 MB auf 2,8 MB.
+- Die Umgehungen aus den Vorversionen bleiben erhalten: Anlaufzeit, wiederholte
+  Bridge-Grundeinstellung, wiederholte Weckbefehle und der Neustart nach Kaltstart. Ob
+  jede davon noch noetig ist, laesst sich jetzt einzeln pruefen - der Startfehler selbst
+  ist behoben.
+
 Version 1.6.23:
 - Der Selbst-Neustart aus 1.6.22 reicht nicht: Ein Software-Neustart setzt offenbar nicht
   dasselbe zurueck wie die Reset-Taste. Der Schalter bleibt eingeschaltet, er schadet nicht,

P4_Display_Firmware/README.md

@@ -50,7 +50,7 @@ Vendor-Pakete: 4,3" im Ordner `JC4880P443C_I_W/`, 7,0" im Repo-Ordner
 | Touch-Rohkoordinaten | 480×800 (= Panelraster) | **800×480** → wird auf 1024×600 skaliert | **720×1280** (Hochformat) → X/Y werden getauscht |
 | LCD-Reset | GPIO5 | **GPIO27** | kein Reset-Pin (macht die Bridge) |
 | Backlight | GPIO23 (LEDC-PWM) | GPIO23 (LEDC-PWM) | **Bridge-Register** auf I²C **0x45** (`AD`/`AB`/`AA`) |
-| Framebuffer | 3 × 750 KB ≈ 2,3 MB PSRAM | 3 × 1,2 MB ≈ 3,6 MB PSRAM | 3 × 2,8 MB ≈ 8,3 MB PSRAM |
+| Framebuffer | 3 × 750 KB ≈ 2,3 MB PSRAM | 3 × 1,2 MB ≈ 3,6 MB PSRAM | **1 × 2,8 MB** — mehr verträgt das Panel beim Start nicht |
 | Freie Expansion-IO | Stiftleiste **JP1**: GPIO 52/51/50/49/35/34/33/32/31/30/29/28 | FPC 1,0 mm 16-pol. **FPC4**: GPIO 34/33/32/31/30/29/28 · **FPC3**: 48/47/46/45/5/4/3/2 | 40-poliger Header im Raspberry-Pi-Pico-Format; belegt sind I²C (7/8), TF-Karte (9/10/11/12/13/53) und Debug-UART0 (37/38) |
 | UART zur Hauptplatine | TX GPIO33 / RX GPIO31 | TX GPIO33 / RX GPIO31 | **TX GPIO20 / RX GPIO21** |
 

P4_Display_Firmware/board_bringup.c

@@ -458,14 +458,9 @@ static bool ws7_dsi_bringup(esp_lcd_dsi_bus_handle_t *out_bus,
 #else
         .pixel_format = LCD_COLOR_PIXEL_FORMAT_RGB565,
 #endif
-#if WS7_TEST_PATTERN
-        // Im Pruefbild-Modus genau ein Bildspeicher - wie im funktionierenden
-        // Werks-Testsketch. Nur so ist der Test wirklich ein Nachbau davon: Bisher lief er
-        // mit zwei Speichern und wich damit an genau der Stelle ab, die noch offen ist.
-        .num_fbs = 1,
-#else
+        // Anzahl der Bildspeicher. Beim Waveshare-Panel genau einer: mit zweien kam nach
+        // dem Einschalten kein Bild (siehe WS7_SINGLE_FB in pins_config.h).
         .num_fbs = LVGL_PORT_LCD_BUFFER_NUMS,
-#endif
         .video_timing = {
             .h_size = BSP_LCD_H_RES,
             .v_size = BSP_LCD_V_RES,

P4_Display_Firmware/lvgl_port_v9.c

@@ -492,9 +492,15 @@ static lv_display_t  *display_init(esp_lcd_panel_handle_t panel_handle)
     // Normmaly, for RGB LCD, we just use one buffer for LVGL rendering
     buffer_size = LVGL_PORT_H_RES * LVGL_PORT_BUFFER_HEIGHT;
     buf1 = heap_caps_malloc(buffer_size * sizeof(lv_color_t), LVGL_PORT_BUFFER_MALLOC_CAPS);
-    // buffer_size = LVGL_PORT_H_RES * LVGL_PORT_BUFFER_HEIGHT;
-    // buf1 = heap_caps_malloc(buffer_size * sizeof(lv_color_t), MALLOC_CAP_DMA);
     assert(buf1);
+#ifdef LVGL_PORT_SECOND_DRAW_BUFFER
+    // PROJEKTAENDERUNG gegenueber der Hersteller-Portierung: ein zweiter Zeichenpuffer.
+    // Mit nur einem Puffer steht das Zeichnen still, solange der fertige Inhalt in den
+    // Bildspeicher uebertragen wird. Mit zwei Puffern zeichnet LVGL bereits den naechsten
+    // Bereich, waehrend der vorige noch uebertragen wird - beim Bildlauf deutlich spuerbar.
+    buf2 = heap_caps_malloc(buffer_size * sizeof(lv_color_t), LVGL_PORT_BUFFER_MALLOC_CAPS);
+    assert(buf2);
+#endif
     ESP_LOGI(TAG, "LVGL buffer size: %dKB", buffer_size * sizeof(lv_color_t) / 1024);
 #endif /* LVGL_PORT_AVOID_TEAR_ENABLE */
 

P4_Display_Firmware/pins_config.h

@@ -32,7 +32,13 @@
 //                           startet der P4 nicht mehr, hier zuerst auf 0 stellen.
 // -------------------------------------------------------------------------------------
 #define WS7_COLOR_BITS        24
+// Ohne Wirkung, solange WS7_SINGLE_FB = 1 ist: Mit nur einem Bildspeicher gibt es keine
+// Doppelpufferung, zwischen deren Betriebsarten man waehlen koennte.
 #define WS7_PARTIAL_REFRESH    1
+// Nur EIN Bildspeicher. Zwei vertraegt die DSI-Ausgabe dieses Panels beim Einschalten
+// nicht - siehe die ausfuehrliche Begruendung weiter unten beim Avoid-Tear-Schalter.
+// Auf 0 nur, wenn das Startverhalten erneut untersucht wird.
+#define WS7_SINGLE_FB          1
 #define WS7_PARALLEL_RENDER    1
 
 #define EXAMPLE_LVGL_PORT_TASK_MAX_DELAY_MS 500  //range 2 to 2000
@@ -42,7 +48,30 @@
 #define EXAMPLE_LVGL_PORT_TASK_CORE         -1  //range -1 to 1
 #define EXAMPLE_LVGL_PORT_TICK              2   //ragne 1 to 100
 
+// Ruckelfreie Ausgabe braucht mindestens zwei Bildspeicher, aus denen abwechselnd
+// angezeigt und in die gezeichnet wird.
+//
+// Das Waveshare-Panel vertraegt das nicht: Mit zwei Bildspeichern kam nach dem Einschalten
+// kein Bild - der Hochlauf meldete durchgehend Erfolg, das Panel blieb dunkel, und erst ein
+// Reset half. Mit genau einem Bildspeicher startet es zuverlaessig; belegt wurde das mit den
+// Prueffarbbalken, die der Werks-Testsketch ebenfalls mit einem Speicher anzeigt.
+// Deshalb hier ohne Doppelpufferung: LVGL zeichnet in einen kleinen Zwischenpuffer, der
+// dann in den einen Bildspeicher uebertragen wird. Bei schnellen Bildwechseln kann dabei
+// kurz eine Kante sichtbar werden - ein zuverlaessig startendes Display wiegt das auf.
+#if (JC_PANEL_TYPE == WS_PANEL_7H) && WS7_SINGLE_FB
+#define EXAMPLE_LVGL_PORT_AVOID_TEAR_ENABLE   0
+// Zwischenpuffer fuer das Zeichnen. Volle Bildhoehe, damit ein Bildlauf in EINEM Durchgang
+// gezeichnet und uebertragen wird. Mit 120 Zeilen waren es sechs Durchgaenge samt sechs
+// Uebertragungen - das war der Grund fuer den zaehen Bildlauf.
+// Dazu ein zweiter Puffer: LVGL zeichnet damit schon den naechsten Bereich, waehrend der
+// vorige noch in den Bildspeicher uebertragen wird.
+// Kosten: 2 x 2,8 MB PSRAM. Bei 32 MB unkritisch. Der interne Speicher waere zu knapp.
+#define CONFIG_EXAMPLE_LVGL_PORT_BUF_PSRAM    1
+#define CONFIG_EXAMPLE_LVGL_PORT_BUF_HEIGHT   LCD_V_RES
+#define LVGL_PORT_SECOND_DRAW_BUFFER          1
+#else
 #define EXAMPLE_LVGL_PORT_AVOID_TEAR_ENABLE   1
+#endif
 
 #ifdef  EXAMPLE_LVGL_PORT_AVOID_TEAR_ENABLE
 // 2 = Triple-Buffer + LVGL Full-Refresh: zeichnet bei jeder Aenderung das komplette