SPI通訊速度與容錯(cuò)率

通訊速率

對(duì)于SPI通信并沒(méi)有規(guī)范最高的通信速率，在我的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)中有見(jiàn)過(guò)達(dá)到50Mbit/s的應(yīng)用場(chǎng)景，但通常比較常見(jiàn)的還是10Mbit/s左右。

具體選用多快的通信速度，還得在實(shí)際項(xiàng)目中根據(jù)情況具體設(shè)計(jì)，比如：

1、當(dāng)前主從機(jī)的主頻和項(xiàng)目的具體應(yīng)用都與SPI數(shù)據(jù)的處理能力有著直接關(guān)系，一般SPI通信的時(shí)鐘頻率都是來(lái)源于主頻分頻，這就在一定程度上限制了其通信速率上限。

即使能夠達(dá)到較高速的速率，而處理器還需要處理更多的業(yè)務(wù)邏輯，再去處理SPI數(shù)據(jù)也是不夠及時(shí)的，此時(shí)高速率并沒(méi)有太大的意義了。

2、SPI硬件PCB布線長(zhǎng)度等等影響著線路阻抗，這也同樣限制了通信速率，一般通信距離越長(zhǎng)，通信速度越低，否則容易造成通信不穩(wěn)定。

特別是通信線路經(jīng)過(guò)一些干擾源更是影響其穩(wěn)定性，所以SPI作為一種相對(duì)高速的通信方式，一般都不會(huì)用于長(zhǎng)距離通信中，而是大量用于微處理器與外部SPI接口的設(shè)備之間的通信，比如高速采樣芯片ADC、處理器之間等等。

3、前面說(shuō)了即使SPI主機(jī)能夠達(dá)到較高的通信速率，但從機(jī)主頻或者數(shù)據(jù)處理能力不夠，這樣也是沒(méi)有太大意義的，當(dāng)你可以通過(guò)配置從機(jī)為接收隊(duì)列或者DMA等方式進(jìn)行優(yōu)化，當(dāng)然高速率在多機(jī)中能夠減少同步延時(shí)。

值得注意的是一些芯片標(biāo)稱的最高通信速率，是在比較好的外界條件下的測(cè)試值，超過(guò)了該標(biāo)稱值可能也能用，但并不會(huì)很穩(wěn)定，容易導(dǎo)致通信異常。

所以具體選用多快的通信速度，還需根據(jù)實(shí)際情況分析確認(rèn)。

容錯(cuò)性

SPI不像IIC那樣存在應(yīng)答機(jī)制，也沒(méi)有流控制機(jī)制，當(dāng)從機(jī)配置較低，如果一個(gè)報(bào)文還沒(méi)處理完，后一個(gè)報(bào)文又到來(lái)，導(dǎo)致傳輸錯(cuò)亂，其通信過(guò)程幾乎都是靠硬件來(lái)保證數(shù)據(jù)的傳輸穩(wěn)定性，是一種不可靠傳輸。

當(dāng)然如果是用于多機(jī)通信倒是可以通過(guò)制定可靠性校驗(yàn)協(xié)議來(lái)保證傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定，但這也在一定程度上會(huì)降低通信的有效數(shù)據(jù)傳輸速度。

像stm32的SPI外設(shè)發(fā)送和接收都存在獨(dú)立的CRC校驗(yàn)功能，大致的原理就是使用CRC在每個(gè)位上進(jìn)行串行計(jì)算，然后在最后一次數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束時(shí)來(lái)傳輸CRC校驗(yàn)值，接受方接收到CRC以后自動(dòng)拿著數(shù)據(jù)和CRC值進(jìn)行比對(duì)，看是與否有數(shù)據(jù)故障，如果存在傳輸問(wèn)題就會(huì)置位相應(yīng)的CRC故障標(biāo)志位告知。

當(dāng)然如果所選用的芯片SPI外設(shè)沒(méi)有獨(dú)立CRC模塊可以模擬類似的操作進(jìn)行處理，只是相對(duì)比較耗時(shí)，畢竟這個(gè)CRC得軟件自己處理。

stm32的SPI外設(shè)的靈活度遠(yuǎn)不止這些，比如配置成雙線單向模式等，可以把MISO和MOSI都向一個(gè)方向傳輸，從而提高一倍的傳輸速度，感興趣可以參考一下手冊(cè)玩一下。






審核編輯：劉清