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M4 振南的硬盘读写模块 模式3(595+165串行扩展IO方式)速度测评

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znmcu|  楼主 | 2015-12-3 16:48 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
http://www.znmcu.cn/zn_ide_mod3_speed_test_stm32_m4.html

振南的硬盘读写模块 模式3595+165串行扩展IO方式)
硬盘读写速度测评(基于STM32 M4平台
下面基于STM32 M4平台(振南的ZN-X开发板 STM32 M3版)对模式3的读写速率进行测评。
振南开发的硬盘读写模块,不光模式齐全,而且还有一些周边配件,比如CF卡转IDE、笔记本硬盘转标准3.5硬盘IDE接口的转接板。
我们已经在STM32 M3平台上对模式3进行测评,SPI工作在15MHz,硬盘读写速率大约在300KBps的水平。这里我们换到STM32 M4STM32F405RGT6,基于振南的ZN-X开发板 STM32 M4版)。它的主频最高可以到达168MHz,通过超频,可以达到220MHz,实测可稳定工作。使用SPI1,时钟分频配置为1/8,即27.5MHz,这个SPI的时钟基本上是M3平台上实验中的2倍,那硬盘读写速率是否可以提升2倍呢?(STM32 M4SPI硬件极限时钟为37.5MHz
测评结果:
STM32 M4平台主频220M  PC硬盘 (硬件SPI驱动595+165 SPI频率27.5MHz
总数据量
所用时间
核算速率
测试项目
5MB
10s
500KBps
单扇区读
11s
455KBps
单扇区写
9.7s
515KBps
多扇区连续读写,每次20扇区
9.6s
520KBps
多扇区连续读写,每次100扇区
9.4s
532KBps
多扇区连续读写,每次200扇区
9.3s
540KBps
多扇区连续读写,每次250扇区
STM32 M4平台主频220M 笔记本硬盘(硬件SPI驱动595+165 SPI频率27.5MHz
总数据量
所用时间
核算速率
测试项目
5MB
8.2s
610KBps
单扇区读
10.9s
459KBps
单扇区写
10s
500KBps
多扇区连续读写,每次20扇区
9.8s
511KBps
多扇区连续读写,每次100扇区
9.7s
515KBps
多扇区连续读写,每次200扇区
9.2s
544KBps
多扇区连续读写,每次250扇区
STM32 M4平台 主频220M  CF卡 (硬件SPI驱动595+165 SPI频率27.5MHz
总数据量
所用时间
核算速率
测试项目
5MB
7.8s
641KBps
单扇区读
20s
250KBps
单扇区写
可以看到,在将SPI的工作频率提高之后,硬盘的读写速率又随之提升了一倍左右。此时有人问:“只要提高SPI的工作时钟,只要它频率足够高,那么读写硬盘的速率就能不断提高,甚至超过模式1的全IO的并行方式!”理论上来说是这样的,但是实际上仍然有瓶颈!
你有没有注意到振南在这里并没有把M4芯片的SPI时钟配置为它的极限频率37.5Mz。这是因为振南当前模式3的模块上所使用的SN74HC595SN74HC165芯片是TI生产的,它在同类芯片中,性能和工作频率都是很一般的。
芯片具体工作参数参见芯片手册子http://www.znmcu.cn/ide_mod.html
TI595165芯片,串行时钟频率最高只支持到35M25M,所以,这里将SPI工作时钟配置为27.5M(其它都有点超频了!)。
在真正出售的模式3的硬盘读写模块上,振南会改用NXP的芯片,它的串行时钟起码可以提升间1倍,到达50M左右。这样,预计M4平台上,使用模式3读写硬盘的速率能再翻一倍,到达1MBps的水平,这已经接近模式1与模式2的水平下限了。
具体的使用NXP芯片的模式3的测评,请关注!!

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