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
我是一棵无人问荆的小草13 小时前
stm32f103单片机的NVIC分组2介绍
stm32·单片机·嵌入式硬件
紫幽13 小时前
从 0 用 Vue 做屏并生成 LVGL 单片机代码(完整源码备忘)
前端·单片机
智者知已应修善业14 小时前
【51单片机数码管逐位显示1-8余位不亮】2024-10-23
c语言·经验分享·笔记·嵌入式硬件·51单片机
Be for thing15 小时前
【嵌入式成长3】STC89C51外部中断|中断原理、寄存器、中断服务函数
单片机·嵌入式硬件·学习
科芯创展16 小时前
1A,5.5VIN,同步升降压恒流芯片,XZ3442
单片机
恒锐丰-罗生17 小时前
率能半导体 SS6840 单通道 H 桥电机驱动芯片深度解析
驱动开发·嵌入式硬件·硬件工程
9稳17 小时前
基于PLC的小车运料装卸控制系统设计
开发语言·网络·数据库·单片机·嵌入式硬件
拾知_H18 小时前
STM32+FreeRTOS基础配置
stm32·嵌入式硬件·freertos
智购科技自动贩卖机18 小时前
自动售货机硬件主控方案选型实战:单片机、树莓派、ESP32怎么选?
人工智能·单片机·嵌入式硬件·物联网·网络协议·yolo·架构
LCG元19 小时前
STM32 多通道 ADC + DMA 采集实战:数据错位、读数跳动的根因与滤波选型
stm32·单片机·嵌入式硬件