STM32H750 SPI发送完成标志置1迟到问题。替代软件模拟SWD时序不靠谱。

armfly

计划用硬件SPI替代软件模拟来实现SWD时序，程序代码功能验证OK。 SPI时钟25MHz，容易出错。时钟12.5MHz则正常。
但是软件判断SPI数据发送完成会有大概8个bit的延迟。这样一来，硬件SPI的优势全无。
不知道大家有遇到过此类问题没，SPI硬件本身如此，还是代码问题、CASHE问题。


图片是执行如下代码获取：
SWD_SendBits(8, val);       //发送8bit数据
SWD_DIO_OutDisable();    //切换数据线方向为输入（延迟很小的）
ack = SWD_ReadBits(3 + 1 + 1);  // 读4bit，+1个方向转换clk
SWD_DIO_OutEnable();    //切换数据线为输出



void SWD_DIO_OutDisable(void)
{
#if SPI_MODE_ENABLE == 1
     SPI2->CR1 = SPI_CR1_SSI;
     GPIOG->BSRRH = GPIO_PIN_9; /* PG9 = 0 是输入 */  
#else
     PIN_SWDIO_OUT_DISABLE();
#endif
}
void SWD_DIO_OutEnable(void)
{
#if SPI_MODE_ENABLE == 1
     GPIOG->BSRRL = GPIO_PIN_9; /* PG9 = 1 是输出 */
     SPI2->CR1 = SPI_CR1_SSI | SPI_CR1_HDDIR;
#else
     PIN_SWDIO_OUT_ENABLE();
#endif
}

uint32_t SWD_ReadBits(uint8_t _bits)
{
#if SPI_MODE_ENABLE == 1
    uint32_t ret;
   
    _bits--;
   
    SPI2->CFG1 = SPI_MODE_BAUD | _bits;
    SPI2->CR1 = SPI_CR1_SPE | SPI_CR1_SSI;      
    SPI2->CR1 = SPI_CR1_SPE | SPI_CR1_SSI | SPI_CR1_CSTART;
   
    if (_bits > 15)
    {
        *((__IO uint32_t *)&SPI2->TXDR) = 0;
    }
    else if (_bits > 7)
    {
        *((__IO uint16_t *)&SPI2->TXDR) = 0;
    }
    else
    {
        *((__IO uint8_t *)&SPI2->TXDR) = 0;
    }
   
    while ((SPI2->SR & SPI_SR_TXC) == 0);
    SPI2->IFCR = SPI_IFCR_EOTC | SPI_IFCR_TXTFC;
   
    ret = SPI2->RXDR;
    SPI2->CR1 &= ~(SPI_CR1_SPE);
   
    return ret;
#else
    uint8_t bit;
    uint8_t i;
    uint32_t val = 0;
   
    for (i = 0; i < _bits; i++)
    {
        SW_READ_BIT(bit);               /* Read RDATA[0:31] */      
        val >>= 1;                                                            
        val  |= bit << (_bits - 1);  
    }
    return val;
#endif
}

eric2013

1、SPI等待发送完成标志就是这个样子的，两个连续数据之间的间隔太长，之前好多人提过这个问题，要等待发送空标志，早前做的问题记录：

加快SPI连续读写速度的配置方式
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=91095

2、发现H7的SPI没有发送空标志了

可以考虑把H7 SPI的硬件FIFO空间打开，然后判断TXP标志。

jj1989

eric2013 发表于 2019-8-27 08:41
1、SPI等待发送完成标志就是这个样子的，两个连续数据之间的间隔太长，之前好多人提过这个问题，要等待发送 ...

硬汉没有参与这个项目吗？你们似乎没在同一个地方呢。

armfly

硬件SPI驱动代码使用的是这种半双工双向模式 SPI_DIRECTION_1LINE

armfly

SWD协议比较特殊。
每次SPI数据收发都需要改变一下datasize（必须在禁能SPI时修改），比如发8bit，读4bit，再发32bit。
这个给连续DMA操作带来麻烦，几乎不可实现。另外判断发送完成空估计也不行，因为波形还没发完就要硬件切换GPIO方向了。
这个检测发送完成时间必须及时准确。  

eric2013

armfly 发表于 2019-8-27 09:33
SWD协议比较特殊。
每次SPI数据收发都需要改变一下datasize（必须在禁能SPI时修改），比如发8bit，读4bit ...

H7没有发送空标志了，得开硬件FIFO来保证数据的连续收发，否则中间的那个时间将没法避免。需要切换方向的时候再判断TXC或者EOT。

像STLINK-V3用的STM32F7可以将时钟做到24MHz，H7实现应该无压力才对。

armfly

eric2013 发表于 2019-8-27 09:38
H7没有发送空标志了，得开硬件FIFO来保证数据的连续收发，否则中间的那个时间将没法避免。需要切换方向的 ...

估计F7的GPIO模拟都可以轻松到达24M.        H7的GOIO模拟到达8.3M.

eric2013

armfly 发表于 2019-8-27 09:56
估计F7的GPIO模拟都可以轻松到达24M.        H7的GOIO模拟到达8.3M.

如果是GPIO模拟的话，F4都可以轻松做到24MHz。

H7只能用硬件SPI来达到最高IO性能了。

a20084666

12.5MHz  的速度数据传输应该也可以把

armfly

a20084666 发表于 2019-8-27 11:39
12.5MHz  的速度数据传输应该也可以把

这个速度可以接受。
目前关键问题是要解决两次传输之间的等待延迟。
否则整体效率只等效于8M.

a20084666

armfly 发表于 2019-8-27 11:56
这个速度可以接受。
目前关键问题是要解决两次传输之间的等待延迟。
否则整体效率只等效于8M.

说的也是，，，
8M速度有点小短

armfly

之前判断失误，不是SPI发送完成标志迟到问题。SPI完成标志还算及时，只要1个bit。
实际是写入TXDR寄存器后，SCK延迟一段时间才有波形送出。这个 延迟和波特率正比，大概5个bit左右。

目前暂未找到解决办法。

{
SPI2->CFG1 = SPI_MODE_BAUD | _bits;
SPI2->CR1 = SPI_CR1_SSI | SPI_CR1_HDDIR;
SPI2->CR1 = SPI_CR1_SPE | SPI_CR1_HDDIR | SPI_CR1_SSI;  
if (_bits > 15)
{
   *((__IO uint32_t *)&SPI2->TXDR) = _data;
}
else if (_bits > 7)
{
   *((__IO uint16_t *)&SPI2->TXDR) = _data;
}
else
{
   *((__IO uint8_t *)&SPI2->TXDR) = _data;
}
SPI2->CR1 = SPI_CR1_SPE | SPI_CR1_HDDIR | SPI_CR1_SSI | SPI_CR1_CSTART;

while ((SPI2->SR & SPI_SR_TXC) == 0);
SPI2->IFCR = SPI_IFCR_EOTC | SPI_IFCR_TXTFC;
SPI2->CR1 &= ~(SPI_CR1_SPE);
}

eric2013

armfly 发表于 2019-8-28 00:55
之前判断失误，不是SPI发送完成标志迟到问题。SPI完成标志还算及时，只要1个bit。
实际是写入TXDR寄存器后 ...

还真有可能这个就是H7模拟IO反应速度慢的原因，写到寄存器后，要等待几个时钟周期IO才输出数据。

可以考虑开启下SPI的硬件FIFO，连续输出的效果应该会好点，因为手册里面SPI DMA章节也是借助FIFO做的标志。