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楼主 #1 2020-05-26 22:53:42

myxiaonia
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f1c100s spi不能使用burst模式???

坛子里,f1c100s例程操作spiflash的做法都是都是通过spi单次收发的方式模拟03命令序列,这种做法很低效,坛子里很多网友说过这个问题了

我仔细研读手册,发现f1c100s支持spi突发模式,和双线模式,如果能用上这两个特点的话,程序加载会增长一倍以上

Armstrong兄的例程spiflash加载程序只需要不到1秒就能显示画面,如果再优化一下,估计不到0.5秒就可以了,真正做到秒开

现在的问题,以下代码在用户程序中是完好的,在spl代码中却不行,不知道谁能发现其中奥妙?

void sys_spi_flash_read(int addr, void* buf, int count)
{
    uint8_t *p = (uint8_t *)buf;
  SPI0->TXD = 0x03 | util_rev(addr);
    SPI0->MBC = 4 + count;
    SPI0->MTC = 4;
    SPI0->BCC = 4;
    
    SPI0->TCR |= SPI_TCR_XCH;
    
  while (count > 0) {
    if((SPI0->FSR & SPI_FSR_RXFIFO_CNT) >= 1)
    {
        *p++ = *(uint8_t *)&SPI0->RXD;
        count -= 1;
    }
  }
}

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楼主 #2 2020-05-28 12:02:40

myxiaonia
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

没有人对这个问题有兴趣?

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#3 2020-05-28 17:36:42

shaoxi2010
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

没看懂这个问题,我记得没错uboot的spl不就是burst么,一次性就读取完了并非一个个发地址阿。
还是你说的是DMA的burst?双线读取我试过内核驱动没什么问题,理论上也能在spl中用。

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楼主 #4 2020-05-28 20:09:18

myxiaonia
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

shaoxi2010 说:

没看懂这个问题,我记得没错uboot的spl不就是burst么,一次性就读取完了并非一个个发地址阿。
还是你说的是DMA的burst?双线读取我试过内核驱动没什么问题,理论上也能在spl中用。

以下是Armstrong兄的例程代码,读取flash的具体过程,应该也是xboot的

static int sys_spi_transfer(void* txbuf, void* rxbuf, int len)
{
  uint32_t addr = 0x01c05000;
  int count = len;
  uint8_t* tx = txbuf;
  uint8_t* rx = rxbuf;
  uint8_t val;
  int n, i;

  while (count > 0) {
    n = (count <= 64) ? count : 64;
    write32(addr + SPI_MBC, n);
    sys_spi_write_txbuf(tx, n);
    write32(addr + SPI_TCR, read32(addr + SPI_TCR) | (1UL << 31));

    while ((read32(addr + SPI_FSR) & 0xff) < n);
    for (i = 0; i < n; i++) {
      val = read8(addr + SPI_RXD);
      if (rx)
        *rx++ = val;
    }

    if (tx)
      tx += n;
    count -= n;
  }
  return len;
}

明显这里是有多次spi burst的

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#5 2020-05-28 21:32:20

armstrong
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

F1C100s的SPI模块有64字节接收FIFO和64字节发送FIFO。
上面的代码把count分成多份接收,每份最多接收64字节,这是充分利用接收FIFO;发送同理。
每次往TXD寄存器只写1个字节,没试过你这样往TXD一次写4字节。
其实即便一次写4字节,也不能提高速度的;因为处理器写1字节的时间远小于SPI传送1字节的时间,所以最终瓶颈还是在SPI传输上。

最近编辑记录 armstrong (2020-05-28 21:39:54)

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楼主 #6 2020-05-29 09:49:50

myxiaonia
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

armstrong 说:

F1C100s的SPI模块有64字节接收FIFO和64字节发送FIFO。
上面的代码把count分成多份接收,每份最多接收64字节,这是充分利用接收FIFO;发送同理。
每次往TXD寄存器只写1个字节,没试过你这样往TXD一次写4字节。
其实即便一次写4字节,也不能提高速度的;因为处理器写1字节的时间远小于SPI传送1字节的时间,所以最终瓶颈还是在SPI传输上。

感谢Armstrong的亲临指导,我今天再去测试一下原来代码spi读写的情况,spi频率太高了示波器太烂丢脉冲,不过应该可以发现问题的

原来的代码相当于将总的数据收发切割成64字节成组收发,并且读取rxfifo时候还是spi停止的
64+4字节收发->读rxfiofo,然后再重复这个过程

由于spi频率是ahb的1/4,因此一个字节spi相当于32次ahb操作, fifo读刚好等效2个字节的收发

最近编辑记录 myxiaonia (2020-05-29 10:20:33)

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#7 2020-05-29 10:07:54

armstrong
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

myxiaonia 说:

感谢Armstrong的亲临指导,我今天再去测试一下原来代码spi读写的情况,spi频率太高了示波器太烂丢脉冲,不过应该可以发现问题的

原来的代码相当于将总的数据收发切割成64字节成组收发,并且读取rxfifo时候还是spi停止的
64+4字节收发->读rxfiofo,然后再重复这个过程

读FIFO时,SPI是停止的;这里的确浪费了传输机会。
不过,count循环中并不会重复发送4字节命令和地址,因为在读取数据时,sys_spi_transfer函数的txbuf参数是NULL,所以循环内的sys_spi_write_txbuf函数会立即返回,没有实际数据发送的。
2020-05-29_100040.png
上层的flash读函数实际上这样解释:

static int sys_spi_write_then_read(void* txbuf, int txlen, void* rxbuf, int rxlen)
{
  // 发送命令+地址
  if (sys_spi_transfer(txbuf, NULL, txlen) != txlen)
    return -1;
  // 连续接收纯数据
  if (sys_spi_transfer(NULL, rxbuf, rxlen) != rxlen)
    return -1;
  return 0;
}

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楼主 #8 2020-05-29 10:21:12

myxiaonia
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

这个确实是,那就是只有2个字节的开销,看上去也比较小

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#9 2020-05-29 12:06:42

armstrong
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

myxiaonia 说:

这个确实是,那就是只有2个字节的开销,看上去也比较小

我看了手册,F1C100s不支持SPI双线接收模式【即4个clk传输8位的模式】,所以没多少优化空间了。

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#10 2020-05-29 20:14:45

jou_1703
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

不是有个SPI DMA吗?可以加速吗?

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楼主 #11 2020-06-02 08:24:12

myxiaonia
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

armstrong 说:

读FIFO时,SPI是停止的;这里的确浪费了传输机会。
不过,count循环中并不会重复发送4字节命令和地址,因为在读取数据时,sys_spi_transfer函数的txbuf参数是NULL,所以循环内的sys_spi_write_txbuf函数会立即返回,没有实际数据发送的。
https://whycan.cn/files/members/1592/2020-05-29_100040.png
上层的flash读函数实际上这样解释:

static int sys_spi_write_then_read(void* txbuf, int txlen, void* rxbuf, int rxlen)
{
  // 发送命令+地址
  if (sys_spi_transfer(txbuf, NULL, txlen) != txlen)
    return -1;
  // 连续接收纯数据
  if (sys_spi_transfer(NULL, rxbuf, rxlen) != rxlen)
    return -1;
  return 0;
}

这两天忙其它事情一直没时间测试,刚刚我测试结果,每64字节收发中间有3.6us停顿,相当于22.5个字节收发,这个开销比我预计的还要大bu shao

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#12 2020-06-02 17:28:37

armstrong
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

myxiaonia 说:

读FIFO时,SPI是停止的;这里的确浪费了传输机会。
不过,count循环中并不会重复发送4字节命令和地址,因为在读取数据时,sys_spi_transfer函数的txbuf参数是NULL,所以循环内的sys_spi_write_txbuf函数会立即返回,没有实际数据发送的。
https://whycan.cn/files/members/1592/2020-05-29_100040.png

我还没用逻辑分析仪测量过。要把这些时间省下来,就只能靠DMA了。

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楼主 #13 2020-06-03 08:55:48

myxiaonia
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

armstrong 说:

我还没用逻辑分析仪测量过。要把这些时间省下来,就只能靠DMA了。

可以用类似我开头那种做法,完全可以一次性读完,不需要64字节分组收发嘛,就是不知道为何不对:(

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#14 2020-06-03 10:09:06

armstrong
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

myxiaonia 说:

可以用类似我开头那种做法,完全可以一次性读完,不需要64字节分组收发嘛,就是不知道为何不对:(

试试看这样写行不?

void sys_spi_flash_read(int addr, void* buf, int count)
{
    uint8_t *p = (uint8_t *)buf;
    
    sys_spi_select();

    SPI0->MBC = 4;
    SPI0->MTC = 4;
    SPI0->BCC = 4;
    SPI0->TXD = 0x03 | util_rev(addr);
    SPI0->TCR |= SPI_TCR_XCH;
    while (SPI0->FSR & 0xff) < 4);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);

    SPI0->MBC = count;
    SPI0->MTC = 0;
    SPI0->BCC = 0;
    SPI0->TCR |= SPI_TCR_XCH;
    while (count > 0) {
      if((SPI0->FSR & 0xFF) > 0)
      {
          *p++ = read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
          count -= 1;
      }
    }

    sys_spi_deselect();
}

最近编辑记录 armstrong (2020-06-03 10:13:43)

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楼主 #15 2020-06-03 11:00:01

myxiaonia
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

armstrong 说:

试试看这样写行不?

void sys_spi_flash_read(int addr, void* buf, int count)
{
    uint8_t *p = (uint8_t *)buf;
    
    sys_spi_select();

    SPI0->MBC = 4;
    SPI0->MTC = 4;
    SPI0->BCC = 4;
    SPI0->TXD = 0x03 | util_rev(addr);
    SPI0->TCR |= SPI_TCR_XCH;
    while (SPI0->FSR & 0xff) < 4);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);

    SPI0->MBC = count;
    SPI0->MTC = 0;
    SPI0->BCC = 0;
    SPI0->TCR |= SPI_TCR_XCH;
    while (count > 0) {
      if((SPI0->FSR & 0xFF) > 0)
      {
          *p++ = read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
          count -= 1;
      }
    }

    sys_spi_deselect();
}

我尝试后汇报结论

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#16 2020-06-04 10:58:47

chenshengwei
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

这个可以通过DMA加快速度吗?

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#17 2020-06-04 12:50:18

armstrong
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

chenshengwei 说:

这个可以通过DMA加快速度吗?

能减少传输的空隙时间,从而加快加载速度。

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楼主 #18 2020-06-08 17:07:19

myxiaonia
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

myxiaonia 说:

我尝试后汇报结论

还是不行,真的是见鬼了。。。为什么uboot引导的就可以呢,spl引导的就是不行

void sys_spi_flash_read(int addr, void* buf, int count)
{
    uint8_t *p = (uint8_t *)buf;
    
    sys_spi_select();

    SPI0->MBC = 4;
    SPI0->MTC = 4;
    SPI0->BCC = 4;
    SPI0->TXD = 0x03 | util_rev(addr);
    SPI0->TCR |= SPI_TCR_XCH;
    while (SPI0->FSR & 0xff) < 4);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
    read8((uint32_t)&SPI0->RXD);

    SPI0->MBC = count;
    SPI0->MTC = 0;
    SPI0->BCC = 0;
    SPI0->TCR |= SPI_TCR_XCH;
    while (count > 0) {
      if((SPI0->FSR & 0xFF) > 0)
      {
          *p++ = read8((uint32_t)&SPI0->RXD);
          count -= 1;
      }
    }

    sys_spi_deselect();
}

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楼主 #19 2020-06-10 08:47:10

myxiaonia
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

很遗憾,将flash复制这段代码放到dram运行,也是一样的问题,spi没有工作

毫无疑问,uboot一定是做了一些与spl不同的工作

最近编辑记录 myxiaonia (2020-06-10 08:47:41)

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楼主 #20 2020-06-12 13:06:00

myxiaonia
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Re: f1c100s spi不能使用burst模式???

不再纠结这个问题了,本身这个spi速度读取1m字节也才200ms左右,根本不是瓶颈

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