f1c100s spi不能使用burst模式？？？

myxiaonia · 2020-05-26 22:53:42

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;
    }
  }
}

myxiaonia · 2020-05-28 12:02:40

没有人对这个问题有兴趣？

shaoxi2010 · 2020-05-28 17:36:42

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。

myxiaonia · 2020-05-28 20:09:18

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

armstrong · 2020-05-28 21:32:20

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)

myxiaonia · 2020-05-29 09:49:50

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)

armstrong · 2020-05-29 10:07:54

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。

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;
}

myxiaonia · 2020-05-29 10:21:12

这个确实是，那就是只有2个字节的开销，看上去也比较小

armstrong · 2020-05-29 12:06:42

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。

jou_1703 · 2020-05-29 20:14:45

不是有个SPI DMA吗？可以加速吗？

myxiaonia · 2020-06-02 08:24:12

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

armstrong · 2020-06-02 17:28:37

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。

myxiaonia · 2020-06-03 08:55:48

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:(

armstrong · 2020-06-03 10:09:06

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)

myxiaonia · 2020-06-03 11:00:01

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

chenshengwei · 2020-06-04 10:58:47

这个可以通过DMA加快速度吗？

armstrong · 2020-06-04 12:50:18

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。

myxiaonia · 2020-06-08 17:07:19

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();
}

myxiaonia · 2020-06-10 08:47:10

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)

myxiaonia · 2020-06-12 13:06:00

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

WhyCan Forum(哇酷开发者社区)

楼主 #1 2020-05-26 22:53:42 分享评论

f1c100s spi不能使用burst模式？？？

楼主 #2 2020-05-28 12:02:40 分享评论

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#3 2020-05-28 17:36:42 分享评论

Re: f1c100s spi不能使用burst模式？？？

楼主 #4 2020-05-28 20:09:18 分享评论

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#5 2020-05-28 21:32:20 分享评论

Re: f1c100s spi不能使用burst模式？？？

楼主 #6 2020-05-29 09:49:50 分享评论

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#7 2020-05-29 10:07:54 分享评论

Re: f1c100s spi不能使用burst模式？？？

楼主 #8 2020-05-29 10:21:12 分享评论

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#9 2020-05-29 12:06:42 分享评论

Re: f1c100s spi不能使用burst模式？？？

#10 2020-05-29 20:14:45 分享评论

Re: f1c100s spi不能使用burst模式？？？

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#12 2020-06-02 17:28:37 分享评论

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#14 2020-06-03 10:09:06 分享评论

Re: f1c100s spi不能使用burst模式？？？

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#16 2020-06-04 10:58:47 分享评论

Re: f1c100s spi不能使用burst模式？？？

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楼主 #20 2020-06-12 13:06:00 分享评论

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