为什么spi通信在FreeRTOS里面会变慢？

852050675 · 发表于 2022-11-27 17:47:52

最近把项目移植到FreeRTOS上面，发现spi通信的部分在FreeRTOS耗时要比逻辑多一倍多，要14ms：

然而在裸机的时候只需要8ms（忘记拍照），而且经过计算，8ms才是合理的传输速度，因为每次传输20480*8=163840bit，而spi速度是20Mbit/s，所以算起来就是8ms左右；

下面是程序，因为是通过外部中断来触发spi读写，而且spi不能被打断，所以我干脆直接放在中断处理函数里面了：

裸机或是FreeRTOS都是放在这个位置，时间测量是通过示波器测PD3引脚电平高低来获得的（就是夹住spi传输的那两行）

为什么他们传输的时间会不一样呢？

yklstudent · 发表于 2022-11-28 08:16:33

被系统中断打断了？

eric2013 · 发表于 2022-11-28 09:17:17

这种的显然你的程序设计有问题，直接SPI DMA。

852050675 · 发表于 2022-11-28 10:28:59

yklstudent 发表于 2022-11-28 08:16
被系统中断打断了？

中断设置是这样的，一开始我也想过会不会在中断里面也发生了任务切换导致变慢了，但是后来加上了临界区保护也还是花这么长时间。

外部中断的优先级我设为了FreeRTOS里面最高的5，保证它能够及时获取处理，紧接着就是SPI相关的中断设为6，USB写入数据的设为7，串口为8.

852050675 · 发表于 2022-11-28 10:29:57

eric2013 发表于 2022-11-28 09:17
这种的显然你的程序设计有问题，直接SPI DMA。

SPI DMA试过了，可能因为是硬件问题，总是不能稳定传输，用逻辑分析仪看过波形，经常MISO传到一半突然就没东西过来了，所以现在只能用轮询的方式

852050675 · 发表于 2022-11-28 10:33:44

eric2013 发表于 2022-11-28 09:17
这种的显然你的程序设计有问题，直接SPI DMA。

另外发现不止是SPI这部分变慢了，连往U盘写入数据都变慢了，本来一秒内能完成的事，现在是2秒多快3秒才能完成

庄永 · 发表于 2022-11-28 10:43:44

最好确认下移植过程和移植完成之后时钟有没有被修改过。

tovinz · 发表于 2022-11-28 11:13:47

还是不要在中断里搞事。搞个信号量或者消息队列，把事件的处理丢到线程里，可以适当把线程优先级调高点保证实时性

852050675 · 发表于 2022-11-28 11:46:11

庄永发表于 2022-11-28 10:43
最好确认下移植过程和移植完成之后时钟有没有被修改过。

systick吗？因为是在cubemx里面配置的，所以根据提示timebase选了tim1。

852050675 · 发表于 2022-11-28 11:46:33

tovinz 发表于 2022-11-28 11:13
还是不要在中断里搞事。搞个信号量或者消息队列，把事件的处理丢到线程里，可以适当把线程优先级调高点保证 ...

尝试了，也是一样的情况

852050675 · 发表于 2022-11-28 11:49:00

另外还发现了一个问题，即使用了临界区代码或是挂起任务调度器，仍然发现SPI时钟每1毫秒就被打断一次（用逻辑分析仪观察的）

852050675 · 发表于 2022-11-28 12:06:00

用逻辑分析仪观察了一下裸机和FreeRTOS的spi时序差别，发现裸机时发送byte与byte之间的间隔是115us，而FreeRTOS上面的是275us

庄永 · 发表于 2022-11-28 12:29:58

852050675 发表于 2022-11-28 11:49
另外还发现了一个问题，即使用了临界区代码或是挂起任务调度器，仍然发现SPI时钟每1毫秒就被打断一次（用逻 ...

那就写数据的时候关SYSTICK中断

emwin · 发表于 2022-11-28 13:19:55

本帖最后由 emwin 于 2022-11-28 13:31 编辑

通篇看了楼主的描述：
1. 中断优先级EXTI和SPI2都是很高的，不受系统时基影响；
2. 字节发送空闲由115ns->275ns，对整体影响不大。

我猜测是MCU或SPI频率下降了，跟FreeRTOS关系不大。

（编辑原因，楼主把ns写成了us，误导了我）

ou513 · 发表于 2022-11-28 14:10:26

裸机和操作系统还是有一定差异的，SPI还是推进用 SPI+DMA 方式在系统中运行，数据读取在任务中进行

852050675 · 发表于 2022-11-28 14:33:04

emwin 发表于 2022-11-28 13:19
通篇看了楼主的描述：
1. 中断优先级EXTI和SPI2都是很高的，不受系统时基影响；
2. 字节发送空闲由115ns- ...

不好意思，是我笔误把ns写成了us了。

MCU时钟没有修改过，是400M的。我现在想的是会不会由于timebase source从裸机的systick400M，改成了Tim1的200M导致的？

（tim1的时钟应该是和APB1的时钟一样的吧？）

852050675 · 发表于 2022-11-28 14:50:11

ou513 发表于 2022-11-28 14:10
裸机和操作系统还是有一定差异的，SPI还是推进用 SPI+DMA 方式在系统中运行，数据读取在任务中进行

DMA有尝试过，但是不知道因为什么问题，总是传了一些数据之后就停了，还不知道是什么原因导致的

Edmund1964 · 发表于 2022-12-27 14:39:46

852050675 发表于 2022-11-28 14:50
DMA有尝试过，但是不知道因为什么问题，总是传了一些数据之后就停了，还不知道是什么原因导致的

使能DMA的FIFO试试

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