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
#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
#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。