STM32L4R9 的 QuadSPI Flash 通讯速率不理想

1. 引言

客户反应 STM32L4R9 同 QSPI Flash 通讯,测出来的读取速率为 10MB/s, 和理论值相差较大。

2. 问题分析

按照客户的时钟配置和 STM32L4R9 的数据手册中的数据,OSPI 读数速率为 10MB/s 肯定存在问题。同时我们也可以在 AN4760 应用手册中看到如下说明:


在客户系统中,IO0~IO3 的 4 线通讯模式下信号波形如下图,可以看出每经过 8 个CLK 周期就有很长一段时间的延时。如果提高 CPU 的主频,这个延时会缩短,但客户测到最短的延时也有 200ns,并且一直存在:

3. 问题解决

从客户测试波形上看,由于是 4 条数据线,因此 8 个 clock 正好是 4bytes,也就是32bits 数据。怀疑 STM32L4R9 QSPI 在 DMA 通讯中,读到一个 word(32bits)数据后需要在内部做一定的数据处理,造成时间延迟。

分析代码发现,DMA 设置的是 byte 传输模式,如下面代码:

c 复制代码
#define BUFFERSIZE (COUNTOF(aTxBuffer) - 1)
hdma.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE; 
hdma.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE; 

STM32L4R9 是 Cortex-M4 内核,系统总线是 32bits 的,怀疑是在 32bit 总线上传输byte 数据会降低效率,造成延迟,于是修改代码如下:

示例代码在下面路径,需要使用附件中的 main.c 文件替换掉下面文件中的 main.c:

...\STM32Cube_FW_L4_Vxx\Projects\32L4R9IDISCOVERY\Examples\OSPI\OSPI_

NOR_ReadWrite_DMA\EWARM

另外程序中做如下改动:

c 复制代码
#define BUFFERSIZE 1024 // (COUNTOF(aTxBuffer) - 1)
hdma.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD; 
hdma.Init.MemDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD; 

配置时请留意 OSPIHandle.Init.FifoThreshold = 4; //也需要 4 的倍数。

修改代码后进行测试,代码读 4096bytes 的图像(1026 words),发现每个 word 数据中间的延迟已经没有了。之前速度提不上去的问题是 DMA byte 设置引起,因为STM32L4R9 是 32bits 系统,使用 8bits 传输会降低效率,需要改为 DMA 32bits 配置就OK 了。

图形数据传输的总字节数也要设置为 4 的倍数,不足的需要补齐。

DMA 改为 word 设置后数据传输时没有延迟。

4. 小结

对 32 位系统来说,使用 byte 的数据传输在一些情况下会降低效率,建议对 32bits 系统使用 32bits 的数据传输方式。


本文档参考ST官方的《【应用笔记】LAT1180+STM32L4R9+的+QuadSPI+Flash+通讯速率不理想》文档。

相关推荐
AiFlutter9 分钟前
低代码平台开发手机USB-HID调试助手
单片机·游戏·计算机外设
Mirelladis1 小时前
实验:串口通信
单片机·51单片机
RaLi和夕1 小时前
单片机学习笔记9.数码管
汇编·笔记·单片机·嵌入式硬件·学习
普普通通的一名码农2 小时前
ESP32-S3 入门学习笔记(四):LED实验
笔记·单片机·学习
教练、我想打篮球2 小时前
03 基于 STM32 的温度控制系统
stm32·单片机·嵌入式硬件
电鱼智能的电小鱼3 小时前
EFISH-SBC-RK3588 —— 厘米级定位 × 旗舰算力 × 工业级可靠‌
linux·人工智能·嵌入式硬件·边缘计算
ltqshs3 小时前
STM32标准库和HAL库SPI发送数据的区别-即SPI_I2S_SendData()和HAL_SPI_Transmit()互换
stm32·单片机·嵌入式硬件
程序员JerrySUN3 小时前
驱动开发硬核特训 · Day 22(上篇): 电源管理体系完整梳理:I2C、Regulator、PMIC与Power-Domain框架
linux·驱动开发·嵌入式硬件
xyd陈宇阳4 小时前
STM32(M4)入门:定时器延时与系统滴答(价值 3w + 的嵌入式开发指南)
stm32·单片机·嵌入式硬件
即安莉5 小时前
STM32 CAN通信 HAL库实战教程:从零到测试成功
stm32·单片机·嵌入式硬件