关于SPI的DMA方式读写SD卡

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waytoanswer 发布时间：2012-12-28 23:24

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近期在做CH376的驱动，由于官方提供了参考手册，和驱动程序，在稍加移植后测试了简单的U盘读写函数，获取设备信息等功能并测试了读取文件的速度。由于之前移植了FATFS读写SD卡，想对比一下二者读写速度如何，于是采用内部RTC测时间加UART输出结果的方式测量了一下读文件的速度，测试结果CH376读取U盘速度约260KB/s（采用SPI接口，时钟为18MHz），SPI读取SD卡11M的MP3文件约330KB/s左右（SPI时钟为18MHz），后来优化了一下读SD卡的函数，速度提升390KB/s。可还是觉得速度不够快，于是考虑用DMA方式读取。好了，上面废话了那么多，下面进入正题。
SPI既可以用工作于DMA发送方式，也可以工作于DMA接收方式。SPI 采用DMA发送时一般没什么问题，然而接收时则出问题了。虽然都配置好了SPI_RX的DMA通道，也将SPI->CR2里的RXDMAEN置位了，但始终接收不到SD卡的数据，程序始终在等待DMA传输完成位置位。虽然知道SPI只有在DR写入数据开始发送时才会输出时钟，但在做DMA接收时认为时钟是自动输出的，于是始终解决不了问题，后来在网上找了很久，终于找到一个帖子，里面说的情况跟我遇到的类似，从中了解到SPI在DMA接收时并没有时钟输出，后来想想，这种SPI DMA接收应该是工作在从机模式的吧，因为主机会发送时钟。如果需要工作在主机接收模式，则还是要靠写DR来发送时钟，为此可以在开启接收DMA的同时开启发送DMA，并且接收DMA的优先级高于发送DMA，发送DMA配置为内存到外设，内存地址不自增，发送字节数与接收字节数相同，并且始终发送0xFF，这样发送通道的DMA每发送完一字节，RXNE置位，触发接收通道DMA，由于接收通道DMA优先级高于发送DMA，于是接收DMA接收一字节，而后TXE置位，又触发发送DMA，像这样循环，从而实现了SPI 的DMA连续接收数据。下面附上移植的FATFS里的rcvr_mmc()数据读函数：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Receive bytes from the card (bitbanging)                            */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
unsigned char g_SPIDMASEND=0xFF;
static unsigned char DMA_Config_Flag=0;
static
void rcvr_mmc (
BYTE *buff, /* Pointer to read buffer */
UINT bc  /* Number of bytes to receive */
)
{
if(bc>=50)
{
      if(DMA_Config_Flag==0)
      {
         MYDMA_Config(DMA1_Channel4,(u32)&SPI2->DR,(u32)buff,bc,0x2080); //SPI2_DMA_RX
         MYDMA_Config(DMA1_Channel5,(u32)&SPI2->DR,(u32)&g_SPIDMASEND,bc,0x1010);//SPI2_DMA_TX
         DMA_Config_Flag=1;
      }
      else
      {
         DMA1_Channel4->CNDTR=bc;
         DMA1_Channel4->CMAR=(u32)buff;
         DMA1_Channel5->CNDTR=bc;
      }
      while((SPI2->SR&2)==0);
      SPI2->DR;
      SPI2->CR2|=3;  //enable TXDMA,RXDMA

      MYDMA_Enable(DMA1_Channel4);
      MYDMA_Enable(DMA1_Channel5);
////////////////////////////////////////////////////////
//参考 http://bbs.eeworld.com.cn/thread-250154-1-1.html
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      while(!(DMA1->ISR&(1DR=0xff;
         while((SPI2->SR&1)==0);
         *buff++ = SPI2->DR;
      }
}
}
当读取数据小于50时采用非DMA读写，大于等于50采用DMA读写，以提高效率。这样改写后，再测试读取同一文件的速度达到696KB/s，相比之前提升了近3/4，DMA的速度果然够快。大家也可以尝试一下。