问题描述
我正在使用 STM32F103C8，我让 FATFS R0.11 运行良好（这是 CUBEMX 默认在 STM32F103C8Tx 上使用的最新版本），但读取速度非常低，大约为 100 kB/s。
SPI 时钟设置为 18 MHz（从 9 MHz 更改，但没有任何区别，与 4.5 MHz 相反，其对读取速度的影响很明显 - 读取时间增加了 30%）并且我已关闭大多数额外的选项来节省内存。打开两个文件后，我还剩下大约 10 kB（从 20 kB）的 RAM（在 KEIL 中编译时，STM32CUBEIDE 使用了更多的 RAM），这对于我的项目的其余部分来说应该足够了。
文件被读入一个 4096 字节的缓冲区，一次 2048 字节（这将是一个 wav 文件，它将以等于 22050 Hz 的采样率发送到 I2C DAC，大小表示缓冲区，取决于我项目其余重要部分的 RAM 使用情况，最终可能会增加，但目前尚不清楚）。
单个 2048 字节读取操作大约需要 20 毫秒。我使用的是 4 类和 10 类 SD 卡，但结果是一样的。所述 SD 卡的簇大小，当减少到 512 字节时，允许我实现提到的每次读取 20-21 毫秒，而不是在不同格式设置下的 25 毫秒。由于我还计划显示图像，因此将不胜感激任何较低的读取速度。时间是在 HAL_GetTick() 函数的帮助下测量的。
我尝试一次读取 4096 个字节，甚至 8192 个字节，但是这样做所花费的时间适当地缩放，因此在这些测试中没有记录任何好处。我什至尝试使用完整格式而不是默认的快速选项，但没有任何改变。
您是否认为我可以做些什么来进一步减少阅读时间，或者这在某种程度上、形状或形式受到我的设置的限制，还是我做错了什么？下面，我把存档链接到我的项目中，你可以自己编译和测试（我在Keil uVision5下编译，0个错误和0个警告）
出于纯粹的好奇，我还在读取文件的过程中探测了 SPI 接口（这是我唯一在做的事情，目前没有写入 SD 卡）。
从上到下：SCK-黄色、味噌-洋红色、MOSI-青色、CS-蓝色的。我添加了额外的延迟来显示传输的不同部分：第一个块负责安装和打开第一个文件，在 4 毫秒延迟后我打开第二个文件（延迟打开第一个文件没有造成任何延迟），然后在 2 毫秒后我执行第一次读取，并在额外的 2 毫秒延迟后，我读取了接下来的 2048 个字节。
我的 SD 卡适配器和连接：标准微型 SD 到 SD 适配器，带有焊接金针和电线连接无焊面包板上的所有东西，ST-LINK V2.1 从 STM32F429ZI-disC1 “借来”。 PA4-CS、PA5-SCK、PA6-MISO、PA7-MOSI。感谢阅读:)
解决方法
好的，我想通了，你可以在上面的附图中清楚地看到，SPI总线上连续动作之间的延迟很长，这似乎是HAL做了很多开销工作的原因，这会减慢速度。我用自定义的函数替换了默认的发送和接收数据的函数，它在寄存器上做所有事情，读取时间减少了四倍，现在我可以在 5-6 毫秒内读取 2 kB 的数据，这等于大约 400 kB/s。它仍然很低，所以我会等待一段时间，看看是否有人对如何进一步改进有更好的想法。我还将 FATFS 升级到 R0.12c 版，但这并没有改变任何东西。在我看来，使用 DMA 可以加快速度。有问题的函数如下所示：
######### from file fatfs_sd.c #########
uint8_t SPI1_Transfer(uint8_t data){
SPI1->CR1 |= SPI_CR1_SPE; //enable SPI1
SPI1->DR = data; // Write data to be transmitted to the SPI data register
while (!(SPI1->SR & (SPI_SR_TXE))); // Wait until transmit complete
while (!(SPI1->SR & (SPI_SR_RXNE))); // Wait until receive complete
while (SPI1->SR & (SPI_SR_BSY)); // Wait until SPI is not busy anymore
return SPI1->DR; // Return received data from SPI data register
}
static void SPI_TxByte(BYTE data){
SPI1_Transfer(data);
}
static uint8_t SPI_RxByte(void){
return SPI1_Transfer(0xff);
}
这个问题也帮助了我： How to decrease SPI overhead time for STM32L4 HAL library