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：

#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_VxxProjects32L4R9IDISCOVERYExamplesOSPIOSPI_NOR_ReadWrite_DMAEWARM

另外程序中做如下改动：

#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。