在Nucleo STM32F401RE上使用SPI DMA方式提高W5500傳輸速率

WIZnet W5500 支持高達 80MHz SPI 時鐘，所以用戶可用 MCU來提供一個最大傳輸速率的高速以太網(wǎng)SPI通訊。本文中，我將展示如何用STM32 MCU來讓W5500達到最大傳輸速率。

當使用來自STMicro的Cortex M3/M4產(chǎn)線的32位處理器，以太網(wǎng)傳輸速率可以在使用SPI通訊模式事產(chǎn)生最大變化。我將比較使用SPI標準模式和SPI DMA模式的不同傳輸速率。

組成

MCU : Nucleo STM32F401RE

以太網(wǎng)控制器 : WIZnet WIZ550io(內(nèi)嵌 W5500)

引腳連接
MCU與WIZnet WIZ550io之間的引腳連接，請參見下表。
首先，連接電源線。

其次，連接SPI信號。連接SCS 引腳到GPIOA_Pin12，因為我將用軟件方法處理它。

第三，連接 RSTn 引腳到 GPIOA_Pin11 來復位WIZ550io.

最后， 用GPIOA_pin1這個引腳連接到W550io的RDY引腳上完成初始化.

RSTn 引腳和RDY 引腳的連接并不至關重要，但是連上更穩(wěn)定.

怎樣實現(xiàn)SPI協(xié)議

SPI 協(xié)議控制W5500和在SPI標準模式及SPI DMA模式是相同的。然而，這兩種模式之間的不同是，在SPI總線的數(shù)據(jù)之間的空閑時間。

用于W5500的SPI協(xié)議在WIZnet ioLibrary中W5500.c中提供，具有如下功能。

• WIZCHIP_READ(uint32_t AddrSel)
• WIZCHIP_WRITE(uint32_t AddrSel, uint8_t wb)
• WIZCHIP_READ_BUF(uint32_t AddrSel, uint8_t* pBuf, uint16_t len)
• WIZCHIP_WRITE_BUF(uint32_t AddrSel, uint8_t* pBuf, uint16_t len)

當SPI DMA 模式未使用時, 內(nèi)部函數(shù)調(diào)用標準SPI 讀/寫函數(shù)，比如下面的WIZCHIP_READ_BUF() 功能。

#if !defined (SPI_DMA)
WIZCHIP.IF.SPI._write_byte((AddrSel & 0x00FF0000) >> 16);
WIZCHIP.IF.SPI._write_byte((AddrSel & 0x0000FF00) >> 8);
WIZCHIP.IF.SPI._write_byte((AddrSel & 0x000000FF) >> 0);
for(i = 0; i < len; i++) pBuf[i] = WIZCHIP.IF.SPI._read_byte();

當使用 SPI DMA 模式時，準備命令數(shù)據(jù)，由地址和操作碼組成，稱作 SPI_DMA_READ() 函數(shù)。

#else
spi_data[0] = (AddrSel & 0x00FF0000) >> 16;
spi_data[1] = (AddrSel & 0x0000FF00) >> 8;
spi_data[2] = (AddrSel & 0x000000FF) >> 0;
SPI_DMA_READ(spi_data, pBuf, len);
#endif

正如在“如何在STM32F2xx or STM32F4xx中使用SPI DMA來完成全雙攻通信”, SPI_DMA_READ() 和 SPI_DMA_WRITE() 是由使用SPI DMA模式的代碼組成的。