如何使用SD卡以48 ksamples/s的速度记录16位数据?

背景

我的董事会包括 STM32 微控制器 SD/MMC card 在 SPI 并以48 ksamples/s采样模拟数据。我使用的是Keil实时库RTX内核,以及 ELM FatFs .

我有一个高优先级任务,它通过DMA以40个样本(40 x 16位)的块捕获模拟数据;数据通过一个长度为128的队列(包含大约107 ms的样本缓冲)传递给第二个低优先级任务,该任务将样本块整理成2560字节缓冲区(这是512字节SD扇区大小和40个样本块大小)。当此缓冲区已满(32个块或约27_ms)时,数据将写入文件系统。

观察

通过检测代码,我可以看到每32个数据块写入一次数据,写入大约需要6毫秒。这持续到(在FAT16上)当写入操作需要440毫秒时,文件大小达到1 MB,这时队列填充和日志记录被中止。如果我把卡片格式化为 FAT32 ,在“长写”事件之前的文件大小为4 MB。

发生这种情况的文件大小在FAT16和FAT32之间发生变化,这一事实向我表明,这不是卡的限制,而是文件系统在1 MB或4 MB边界上执行的操作需要额外的时间。

似乎我的任务安排得很及时,时间也被榆树占用了。 FatFs 代码 只有 在1 mb(或对于FAT32为4)边界处。

问题

有什么解释或解决办法吗?这是一个重要的问题,或者可能是榆树的FATF代码的特定问题?

我曾经考虑过使用多个文件,但根据我的经验,FAT在一个目录中处理大量文件的能力并不强,而且这也会失败。完全不使用文件系统和写原始卡是可能的,但理想情况下,我想在一台有标准驱动程序和没有特殊软件的PC上读取数据。

我突然想到要尝试编译器优化来缩短写时间;这似乎有效果,但写时间似乎变化更大。在-o2时,我确实得到了一个8 MB的文件,但结果不一致。我现在不确定文件大小和失败点之间是否存在直接的相关性;我已经看到它在没有特定边界的不同文件长度上以这种方式失败。可能是卡性能问题。

我进一步检测了代码并应用了分而治之的方法。这一观察结果可能会使问题过时,所有以前的观察结果都是错误的或红鲱鱼。

最后,我把范围缩小到一个多扇区写入(CMD25)的实例,在这个实例中,有时对卡的“等待就绪”轮询会在5个块的前三个扇区中花费174毫秒。等待就绪的超时设置为500毫秒,因此很高兴它会忙着等待那么长时间。反复使用CMD24(单扇区写入)是 许多的 一般情况下,速度较慢——每个扇区140 ms——而不是偶尔。

所以这似乎是一种卡的行为。我将努力尝试一系列的卡sd和mmc。