F103RET6 SDIO 读取速度 512字节/421us

orta1986

大家好，最近做了一个实验，F103RET6 用SDIO+DMA 读取SD卡扇区（无FATFS），

        while(1)
        {
                STM32_DEBUG0_L;
    /* Read block of 512 bytes from address 0 */
    Status = SD_ReadBlock(Buffer_Block_Rx, 0x00, BLOCK_SIZE);
    /* Check if the Transfer is finished */
    Status = SD_WaitReadOperation();
    while(SD_GetStatus() != SD_TRANSFER_OK);
                STM32_DEBUG0_H;               
        }        


代码如上，读取一个512字节扇区 时用一个IO做指示，然后用逻辑分析仪看到， 读取512字节用了421us， 也就是 1000000/421 * 512 = 1.2M字节/秒。

请问这个速度正常吗？实际我们还是需要更高的速度。我看到论坛有朋友说可以到达好几M的读取速度，想问怎么达到呢

eric2013

驱动SD卡，一般我们都是配置的24MHz，如果是用的SDIO的4线DMA方式，理论最大值是12MB/S。需要你的卡也支持这么高速度才行。

一般像我用的CLASS4，在使用了FATFS的时候，读速度一般也就3MB/S左右。

orta1986

大大好。

我刚才用逻辑分析仪看SD CLK 是 25MHZ



我用 野火大大的 SD卡测试（无FATFS） 和 SD卡+FATFS 测试， 发现 读取512字节都是一样的，400+us。

我看了一下我的卡 上面写的是CLASS 10呢。。。想问为啥还这么慢呢。。。

eric2013

orta1986 发表于 2019-3-14 19:03
大大好。

我刚才用逻辑分析仪看SD CLK 是 25MHZ

看下你的SDIO配置是1线DMA还是4线，然后测试multiblock模式，这个模式速度有很大提升。

orta1986

在 SD_INIT 函数最后 开启4BIT 这里，我用串口打印出来查看是否ERROR， 串口显示 good  4 bit，也就是开启4BIT 没有错误。

太奇怪了呀。。。

orta1986

SD_Error SD_ReadMultiBlocks(uint8_t *readbuff, uint64_t ReadAddr, uint16_t BlockSize, uint32_t NumberOfBlocks)

我使用SD_ReadMultiBlocks 这个函数，申请一个 8192 字节的数组（SD_TEST_ARRAY）， 也就是 512 X 16个扇区

                while(1)
                {
                        STM32_DEBUG0_L;
                        SD_ReadMultiBlocks(SD_TEST_ARRAY,0,512,16);                        Status = SD_WaitReadOperation();
                        while(SD_GetStatus() != SD_TRANSFER_OK);
                        STM32_DEBUG0_H;
                }

采用以上方式观察信号，发现 IO 为低的时长是1.1ms，  也就是 1000/1.1 * 8192 = 7.4M字节/秒，的确，比单个512字节传输要快不少呢。

但是大大，这个SD_ReadMultiBlocks 我是直接从扇区读数，不是通过FATFS打开的文件。

我自己做的一个子函数如下：



也就是 打开一个文件，选择偏移地址，然后读出多少个字节。因为这个二进制文件是2的整次幂，所以，都按512字节为一个单位偏移。

然后测试方法改为：                while(1)
                {
                        STM32_DEBUG0_L;
                        SD_FILE_READ(STM32_DEBUG1_PORT,STM32_DEBUG1,"0:BACK",0,8192,SD_TEST_ARRAY);        
                        STM32_DEBUG0_H;
                }

从F_READ 中查看，内部调用了DISK _READ。 然后DISK_READ中，如下



如果我用FATFS， 使用F_OPEN  及 F_READ 来读取 8192字节，则单次需要33MS， 与上面 我直接通过SD_ReadMultiBlocks 读取 速度差好多。

但是从F_READ -> DISK_READ 中看到，好像DISK_READ 也调用了SD_ReadMultiBlocks，但是怎么会差别这么大呢

orta1986

请问怎么在使用FATFS ， F_READ 的情况下 调用 readmultiblocks 呢？这个效率确实高好多

orta1986

请问 if((dword)buff & 3)是什么意思呢？ 好像由于进入这个条件，导致 F_READ下面的 readmultiblocks  无法使用。

byccc

F1系列DMA要做四字节对齐，所以底层麻烦，性能捉急，研究价值不大。F4就好了，支持DMA FIFO，可以不对齐了

orta1986

byccc 发表于 2019-3-14 22:28
F1系列DMA要做四字节对齐，所以底层麻烦，性能捉急，研究价值不大。F4就好了，支持DMA FIFO，可以不对齐了

那请问如果我的传输数组 这么声明 __align(4) u8 buffer[8192];， 是不是就可以了呢？
刚才这么尝试，没有什么效果。。

byccc

没用，在缓冲首地址4字节对齐的情况下，除非每次传输都是512的整数倍，才正常。否则终会有不对齐的时候，测试bmp图片显示容易复现这种情况。

orta1986

byccc 发表于 2019-3-14 23:42
没用，在缓冲首地址4字节对齐的情况下，除非每次传输都是512的整数倍，才正常。否则终会有不对齐的时候，测 ...

我现在设计就是按照512的整数倍传输的。 目前如果不采用FATFS，直接用read_multiblock是没问题，但是要是使用FATFS，调用F_READ，就会特别慢。我看F_READ里是有read_multiblock，但是并没有被执行。不知道怎么解决

byccc

你的底层驱动为了实现4字节对齐，做的太啰嗦了，所以没辙。。凑过用吧。

orta1986

byccc 发表于 2019-3-15 00:35
你的底层驱动为了实现4字节对齐，做的太啰嗦了，所以没辙。。凑过用吧。

想问 你指的 底层驱动是 DISK_READ 函数内部吗？

byccc

orta1986 发表于 2019-3-15 01:16
想问 你指的 底层驱动是 DISK_READ 函数内部吗？

是滴。

orta1986

byccc 发表于 2019-3-15 09:40
是滴。

那有没有可能修改一下呢？改为调用read_multiblock

byccc

orta1986 发表于 2019-3-15 13:23
那有没有可能修改一下呢？改为调用read_multiblock

使用FATFS找到位置后，自己调用multiblock读取。

sanit

byccc 发表于 2019-3-15 14:43
使用FATFS找到位置后，自己调用multiblock读取。

不可行，FATFS存储并不一定是连续的

orta1986

sanit 发表于 2019-3-15 18:29
不可行，FATFS存储并不一定是连续的

请问，我要读取的二进制文件 就是单一一个文件，比如32KB，那一旦通过FATFS 找到其首地址后，从首地址+32KB 期间 应该都是连续的吧？

sanit

orta1986 发表于 2019-3-15 20:08
请问，我要读取的二进制文件 就是单一一个文件，比如32KB，那一旦通过FATFS 找到其首地址后，从首地址+32 ...

并不一定是得，可能你格式化一下后存是，你删除几个文件，再存入几个文件，可能就不连续了。

orta1986

byccc 发表于 2019-3-14 22:28
F1系列DMA要做四字节对齐，所以底层麻烦，性能捉急，研究价值不大。F4就好了，支持DMA FIFO，可以不对齐了

请问如果使用STM32F4系列，是不是FATFS的读取速度会快很多呢

byccc

sanit 发表于 2019-3-15 18:29
不可行，FATFS存储并不一定是连续的

芯片低格并文件系统格式化后就行，SD卡全部使用完毕后再删除，放在不连续

byccc

orta1986 发表于 2019-3-16 10:44
请问如果使用STM32F4系列，是不是FATFS的读取速度会快很多呢

会快点。其实跟F1的性能区别不大，只是DMA更方便了。

orta1986

byccc 发表于 2019-3-16 14:35
芯片低格并文件系统格式化后就行，SD卡全部使用完毕后再删除，放在不连续

请问你说的这个是什么意思呢？
是说，先把SD卡插入PC，进行格式化，然后考入512字节整数倍的文件 就可以连续吗？