STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置

1、STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置目錄1.STM32F103的FSMC擴(kuò)展SRAM時序介紹及測量2.STM32F2/F4的FSMC擴(kuò)展SRAM時序介紹及測量3.IS61LV25616高速SRAM的時序配置4.EM681FV16AU中速大容量SRAM的時序配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/301.STM32F103的FSMC擴(kuò)展SRAM時序介紹及測

2、量1.1時序介紹在擴(kuò)展SRAM時，一般使用模式1或模式A,模式A與模式1的主要區(qū)別有兩點:模式A時，讀寫的時序可以獨立調(diào)整；模式A時，NOE在地址建立延時以后才變?yōu)橛行АＤＪ?與模式A的配置上僅EXTMOD位不同。因此，在STM32的固件庫里面并沒有模式1，只有模式A,當(dāng)不使用擴(kuò)展模式時就是模式1。Figure189.ModeAreadaccessesA25:0MemorytransactionNBL1:0NExNOEHighNWE以1.上是讀時序圖，從上圖可以看到：1datadriven；bymemoryFSMC擴(kuò)展SRAM基本時間單位為HCLK。I2.地址建立時間為ADDSET+1,其中A

3、DDSET3數(shù)據(jù)設(shè)置為DATSET+1，其中DATSET的取值范圍是1二15。在數(shù)據(jù)就緒后，還要2個HCLK周期用于讀取數(shù)據(jù)。4.015。川巴墜cyclesHCLKcyclesDatasampIedDatastrobeaSTM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30另外，在讀操作完成后，還會插入6HCLK用于等待數(shù)據(jù)總線恢復(fù)高阻狀態(tài)。STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序

4、測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30以1212.最短寫入時間為3HCLK。QATAST+1)HCLKcyclesdatadrivenbyFSMC；.上是寫時序圖，從上圖、.地址建立時間為ADDSet+i，其中Adds*的取值范圍是.數(shù)據(jù)設(shè)置為DATSET+1,其中DATSET的取值范圍是115。（ADDSET+1）HCLKcycles根據(jù)讀寫時序圖我們可以計算出STM32F103的FSMC在擴(kuò)展SR

5、AM時:最短讀取時間為5HCLK。1.2時序測量STM32F103的最高主頻為72Mhz，計算出每個HCLK的周期為13.89ns。在測試中，我們設(shè)置地址建立時間為0,數(shù)據(jù)建立時間為1,BUSTURN設(shè)置為0（即讀等待為6HCLK）,沒有使用擴(kuò)展模式（即模式1）。CPU訪問總線寬度配置為16位，在測試中，程序連接存取4次，以下測量圖。注：黃線線為CS，藍(lán)色線分別為NOE和NWE。STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖： bitwriteAuthor:aozima2012/4/30測試圖： #bitwriteAuthor:aozim

6、a2012/4/30RIGOLSTOP240U2-00USCH2-2.00USTime50-00ns0*224-0ns-Mid=69.00ns:+Wid(l)=69.0ns測試圖：8bitreadSTM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖： bitwriteAuthor:aozima2012/4/30測試圖： #bitwriteAuthor:aozima2012/4/30-Mid=70.00ns:+Wid(l)=69.0nsRIGOLSTOP240U2-00USCH2-2.00USTime50-00ns0*224-0ns測試圖：16b

7、itreadSTM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：32bitDMAreadAuthor:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：32bitwriteAuthor:aozima2012/4/30測試圖：32bitread從測試圖看到：位寬讀操作讀間隔寫操作寫間隔8位和16位69ns(5)69ns(5)42ns(3)82ns(6)32位82ns(6)82ns(6)82ns(6)82ns(6)DMA讀寫測試FSMC的配置不變，把CPU讀寫操作改為

8、DMA讀寫操作，因總線為16位，所以沒有進(jìn)行8位DMA操作。注：黃線線為CS，藍(lán)色線分別為NOE和NWE。測試圖：16bitDMAread-Mid=42.00ns:+Wid(l)=125.0nsRIGOLSTOP240U2-00USCH2-2.00USTime50-00ns0*176-0ns測試圖：16bitDMAwrite圖從測試圖看到：位寬讀操作讀間隔寫操作寫間隔16位69ns(5)152ns(11)42ns(3)126ns(9)32位140ns(10)152ns(11)84ns(6)84ns(6)1.在32位操作時，雖然需要以16位操作兩次，但自動使用連續(xù)讀寫，提高了性能。1.2.3帶寬

9、計算CPU訪問(ADDSET=O,DATSET=1,BUSTURN=O)位寬讀操作讀間隔讀性能寫操作寫間隔寫性能8/16位69ns(5)69ns(5)14.4Mbyte/s42ns(3)84ns(6)16Mbyte/s32位84ns(6)84ns(6)24Mbyte/s84ns(6)84ns(6)24Mbyte/sDMA訪問()位寬讀操作讀間隔讀性能寫操作寫間隔寫性能8/16位69ns(5)152ns(11)9Mbyte/s42ns(3)126ns(9)12Mbyte/s32位140ns(10)152ns(11)13.7Mbyte/s84ns(6)84ns(6)24Mbyte/sSTM32的F

10、SMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：32bitwriteAuthor:aozima2012/4/30實際測試數(shù)據(jù)(ADDSET=O,DATSET=1,BUSTURN=O)：趨COM1-PuTTY-RT-ThreadOperatingSystem/|1.0.1buildApr302012200-2011Copyrightbyrt-threadteamfinshtienchiiaark:()3ENCHMARK_

11、SIZE:B192byte3ENCHMARK_LOOP:4096-3.tentickspeedinternalsrantt3bitwrite:3279.7-3Mb7te/sext皂mailsranoi3bitwrite:4207.filMbyte/sinternal3rarai3bitread:4207.lMbyte/sexternalsrantt3bitread:8393.SlMbte/sint皂zmailsranoiIfibitwrite:1319.3Mb7te/sexternal3rarailbitwrite:21015.23Mbyte/sinternalsranttlbitread:2

12、1015.23Mb7te/sext皂mailsranoiIfibitread:4207.filMbyte/sinternal3rarai32bitwrite:10530.47Mbyte/sexternalsrantt32bitwrite:14022.SSMbte/sint皂zmailsranoi32bitread:9334.40Mb7te/sexternal3rarai32bitread:2811.93Mbyte/sinternalsranttmemsetwrite:26123.07Mb7te/sext皂mailsranoimentis皂匸write:14022.-BSMbyte/sexter

13、naltointernalmemcpy:16020.OOMbyte/sSTM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：32bitwriteAuthor:aozima2012/4/30datadrivenbymemory:DATASTHCLKcycles從1.2.3.ai2.STM32F2/F4的FSMC擴(kuò)展SRAM時序介紹及測量2.1時序介紹STM32F2/F4與STM32F103一樣也支持模式1和模式A

14、,其定義完全一樣。與之不同的是STM32F2/F4提高了FSMC的性能。擴(kuò)展SRAM時的讀取時間如下：Figure392.ModeAreadaccesses.上面的讀時序圖FSMC擴(kuò)展SRAM基本時間單位為；HCLK(地址建立時間為ADDSET，其中ADDSET的取值范圍是115。數(shù)據(jù)設(shè)置為DATSET,其中DATSE寫入時序如下:datadrivenbyFSMCHCLKcycles從1.2.、上面的寫時序圖可以看!、地址建立時間為ADDSEt,其中ADpSET的取值范圍是數(shù)據(jù)設(shè)置為DATSET，其中DATSET的取值范圍是皿(DATAST+1)HCLKcycles另外關(guān)于兩次讀寫間隔：當(dāng)不使

15、用擴(kuò)展模式時，會在讀操作結(jié)束后插入BTR-BUSTURN+2HCLK；在寫操作結(jié)束后插入BTR-BUSTURN+1HCLK。當(dāng)使用擴(kuò)展模式時，在讀操作結(jié)束后插入BTR-BUSTURN+2HCLK；在寫操作結(jié)束后插入BWTR-BUSTURN+1HCLK。NOTE:在實際測試時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用擴(kuò)展模式時，在寫操作結(jié)束后不管設(shè)置為多少，始終插入8.5ns(1HCLKcycle心6ns)的延遲。根據(jù)讀寫時序圖我們可以計算出STM32F2/F4的FSMC在擴(kuò)展SRAM時:最短讀取時間為1HCLK。最短寫入時間為2HCLK。2.2時序測量STM32F2的主頻最高為120M,F4的最高主頻為168M,在測試中，

16、為了觀察方便，把地址和數(shù)據(jù)建立時間都設(shè)置為4,BUSTURN設(shè)置為1，使用擴(kuò)展模式，計算得到的速度如下:型號理想最高讀取速度理想最高寫入速度本例測試讀取速度本例測試寫入速度F28.3ns1HCLK16.6ns2HCLK66.4ns8HCLK75ns9HCLKF46ns1HCLK12ns2HCLK48ns8HCLK54ns9HCLK使用STM32F4做測試，主頻168M，按上表設(shè)置地址和數(shù)據(jù)建立時間，及操作間隔。2.2.1CPU訪問總線寬度配置為16位，在測試中，程序連接存取4次，以下測量圖注：黃線線為CS，藍(lán)色線分別為NOE和NWE。測試圖：8bitreadSTM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時

17、序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：32bitreadAuthor:aozima2012/4/30測試圖：32bitreadAuthor:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：16bitreadAuthor:aozima2012/4/30RIGOLSTOP240UCH1-2-00US2.00USTime50-00ns0*220-0nsCurR=0-00sHU33240ns!AX!=240ns!1ZAX!=4ITHHh測試圖：8bitwriteRIGOLSTOP240UCH1-2-00US2.00USTime50-0

18、0ns0*220-0nsCurR=0-00sHU33240ns!AX!=240ns!1ZAX!=4ITHHh測試圖：16bitwriteSTM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：16bitreadAuthor:aozima2012/4/30測試圖：32bitwrite從測試圖看到：位寬讀操作寫操作8位48ns(8HCLK)54ns(9HCLK)16位48ns(8HCLK)54ns(9HCLK)32位

19、48ns(8HCLK)X254ns(9HCLK)X2與103對比，在32位操作時，需要16位操作兩次，耗費的時間是16位的兩倍。2每兩次讀取操作之間的間隔時間約為17ns,修正測量誤差取近似值為18ns，即（1+2）HCLK。因每兩次寫入操作之間的間隔比較短，超出了儀器的測量范圍，我們根據(jù)多次寫入的總時間計算得到每兩次寫入的間隔時間約為6ns（1HCLK）。DMA讀寫測試FSMC的配置不變，把CPU讀寫操作改為DMA讀寫操作，因總線為16位，所以沒有進(jìn)行8位DMA操作。注：黃線線為CS，藍(lán)色線分別為NOE和NWE。STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM

20、的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：16bitreadAuthor:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：16bitreadAuthor:aozima2012/4/30測試圖：16bitDMAread測試圖：32bitDMAreadSTM32的

21、FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：32bitDMAwriteAuthor:aozima2012/4/30測試圖：32bitDMAwriteAuthor:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：16bitreadAuthor:aozima2012/4/30因?qū)懭腴g隔太短，已經(jīng)超出儀器的測量范圍，因此我們采取連續(xù)多個寫入周期的方式。測試圖：16bitDMAwriteSTM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/

22、4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：16bitreadAuthor:aozima2012/4/30因受測量儀器性能所限，通過CPU寫入與DMA寫入的時序?qū)Ρ龋覀兊玫饺缦聰?shù)據(jù)：每兩次讀取操作之間的間隔時間依然約為18ns，即3HCLK。因每兩次寫入操作之間的間隔比較短，超出了儀器的測量范圍，我們根據(jù)多次寫入的總時間計算得到每兩次寫入的間隔時間依然約為6ns，即1HCLK。帶寬計算CPU訪問與DMA性能基本一致(獨占訪問模式下)理論極限性能(ADDSET=1,DATSET=O,BUSTURN=0)位寬讀操作讀間隔讀性能寫操作

23、寫間隔寫性能16位或32位6ns(1)12ns(2)112Mbyte/s12ns(2)6ns(1)112Mbyte/s某高速SRAM(ADDSET=2，DATSET=3，BUSTURN=1)位寬讀操作讀間隔讀性能寫操作寫間隔寫性能16位或32位30ns(5)18ns(3)42Mbyte/s36ns(6)6ns(1)48Mbyte/s某中速SRAM(ADDSET=4，DATSET=4，BUSTURN=1)位寬讀操作讀間隔讀性能寫操作寫間隔寫性能16位或32位48ns(8)18ns(3)30.54Mbyte/s54ns(9)6ns(1)33.6Mbyte/s以下是實際測試數(shù)據(jù)：高速SRAMSTM3

24、2的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置Author:aozima2012/4/30Author:aozima2012/4/30STM32的FSMC擴(kuò)展SRAM的時序測量及配置測試圖：16bitreadAuthor:aozima2012/4/30辭COM1-PuTTY-RT-ThreadOperatingSystem/|1.1.0buildApr3020122006-2012Copyrightbyrt-threadteamfinshbenchmaxk()3ENCHMARK_SIZE:S192byte3ENCHMARK_LOOP:409-1.匸皂i

25、rntick曰口皂已dint皂工:口日丄srarni8bitwrit皂：10032.OOMbte/sexternalBramoi3bitwrite:20915.31Mbyte/sint皂工11日：1號工am3bit工皂曰ci:12026.6Mbyte/sext皂工:口日丄srarni8bitread:32010.OOMbte/sinternalBramoilbitwrite:504.O0Mbyte/sext皂zmail號工amlbitwh:!匸皂:10530.47Mbyte/sint皂工:口日丄srarniIfibitread:后053.33Mbte/sexternalBramoilbitread:16020.O0Mbyte/sint皂工11日：1號工am32bitwh:!匸皂:2512S.OOMbyte/sext皂工:口日丄srarni32bitwrit皂：10231.37Mbte/sinternalBramoi32bitread:29110.34Mbyte/sext皂zmail號工am32bit工皂曰己:13523.70Mbyte/sint皂工:口日丄srarnimemsetwrit皂:9355.55Mbte/se