SPI读取SD卡速度测试

hea***

STC32G144K246 SPI接口读取TF卡测试，FATFS读取TF卡上一个2MB多文件，每次读取8KB，直至文件结束。
直接读到RAM缓冲区不做任何处理。

原始demo程序，SPI时钟频率10MHz，增加如下代码测量速度。

void speedTest(const char *rootPath)
{
        uint16_t br;
        uint32_t total, time;

        f_open(&file, str_concat(rootPath, "/test.dat"), FA_READ);
        printf("打开文件并读取文件内容\n");
        
        sec = 0;
        Timer1_Init();
        
        total = 0;
        LED = 1;
        do
        {
                f_read(&file, testbuf, 8192, &br);
                total += br;
        }while(br == 8192);
        LED = 0;
        
        TR1 = 0;
        ET1 = 0;
        time = (((TH1*256+TL1) - 151) * 1000UL)/(65536UL - 151);
        time += sec*1000;        
  
        f_close(&file);        
        printf("file read %ld byte : %ld ms.\n", total, time);
}
复制代码

测量结果如下
文件大小2124765字节，耗时5.078秒，平均速度约408KB/S。

神***

SPI  可以 放到 30MHz ~ 45MHz

神***

MP3音乐播放器【FatFs+SD/TF卡+I2S-DAC】@STC32G144K246，实时解码MP3 - STC32G144K246 测试版块，PGA/运放，DAC，CAN-FD，主频100MHz以下 国芯人工智能技术交流网站 - AI32位8051交流社区

hea***

SPI时钟速度提升至17MHz后，读取同样文件耗时为4.298秒，平均速度约480KB/S。

hea***

SD规范规定SPI模式下最大时钟频率25MHz，初始化时时钟最大400KHz。

尝试设置SPI时钟24.75MHz，初始化时钟保持300多KHz不变，读卡失败。
失败时的打印信息如下

开始发送至少74个时钟周期的空闲信号...
空闲信号发送完成。
发送CMD0，尝试让SD卡进入空闲状态...
SD卡已成功进入空闲状态，CMD0响应：0x01
发送CMD8，检查SD卡是否支持2.0协议...
SD卡支持2.0协议，CMD8响应：0x01
读取CMD8的4字节响应...
CMD8的4字节响应读取完成。
发送CMD58，读取OCR寄存器...
成功发送CMD58，开始读取OCR寄存器的4字节...
OCR寄存器的4字节读取完成。
SDSC卡容量：503316480 字节,c_size:3839,read_bl_len:9,c_size_mult:6
SDSC卡容量：503316480 字节,c_size:3839,read_bl_len:9,c_size_mult:6
SD卡初始化成功。
挂载磁盘失败，13
初始化失败.
文件系统初始化失败

hea***

测试结果极限就是17MHz，再高一点就失败。17.5MHz也不行。

PLL输出408MHz，SYSCLK 102MHz，SPI时钟408 /2 /3 /4 = 17MHz。

hea***

SPI时钟17MHz查询方式，文件读取速度480KB/S，此时SPI传输字节间隔较大。
精简SPI读写函数，
void SPI_WriteByte(u8 dat)  //SPI发送一个字节数据
{
    if(ESPI)
    {
        B_SPI_Busy = 1;
        SPDAT = dat;
        while(B_SPI_Busy);  //中断模式
    }
    else
    {
        SPDAT = dat;
        while(!(SPIF));        //查询模式
        SPI1_ClearFlag();    //清除SPIF和WCOL标志
    }
}
改为宏定义
#define SPI_WriteByte(dat)  SPDAT = (dat);while(!SPIF);SPI1_ClearFlag()

u8 SPI_ReadByte(void)
{
    SPDAT = 0xff;
    if(ESPI)
    {
        B_SPI_Busy = 1;
        while(B_SPI_Busy);  //中断模式
    }
    else
    {
                while(!(SPIF));        //查询模式
        SPI1_ClearFlag();        //清除SPIF和WCOL标志
       
    }
    return (SPDAT);
}
这个有返回值，不太好用宏定义替代，直接在调用处替换代码。
SPDAT = 0xff;while(!SPIF);*buffer++ = SPDAT;SPI1_ClearFlag();

上述处理后，读文件速度飙升至715KB/S。

hea***

启动SPI DMA，彻底消除SPI字节间隔时间。

实测开启SPI DMA但未开启FIFO，速度还不如CPU查询方式。

开启FIFO并启用SPI DMA后，速度达到798KB/S。此时用示波器观察波形，SPI CLK近乎连续，但字节间仍有很小的间断。

_奶***

hea*** 发表于 2026-1-19 17:22
启动SPI DMA，彻底消除SPI字节间隔时间。

实测开启SPI DMA但未开启FIFO，速度还不如CPU查询方式。

SPI通讯不连续，一直都是他们家的问题。

_奶***

我用的单片机相对旧，没有太多的功能（FIFO）。这个是梁工的回复。

https://www.stcaimcu.com/forum.p ... =7892&pid=73870