【大联大世平 NXP i.MX RT1064开发板试用体验】TF卡+FATFS

2020-11-18 22:28:29 2057

我的项目中有记录实时数据的需求，并且这种数据必须能够提取到上位机，因此采用TF卡录取数据势在必行。
对于TF卡读取，还必须支持常见文件系统，否则数据还需要专门的硬件才能读取出来，嵌入式文件系统最常见的无疑是FATFS了,最重要的是完全免费开源，对商用友好。
但是存在问题，TF卡读取存储速度是否跟得上呢？于是必须要测试一下fatfs再rt1064下的写入速度。

（一）创建工程
1-加入组件：
Middleware-file system-fatfs+sd+ram
只需要加入这一个组件，另外的驱动组件和 Middleware-memories-common+sd 就会被自动加入

2-配置引脚
实际上引脚已经被适配好了，就在board文件里，只需要调用
BOARD_InitUSDHC();
即可

3-时钟
时钟也是在生成的时候就配置好了：

把sdmmc_config支持文件拷过来

4-设置fatfs为sd卡器件
这时候会发现source下面多了个ffconf.h文件，这是fatfs的配置文件，默认生成是用内部ram的，这里配置为外部的TF卡。
将
#define RAM_DISK_ENABLE
改为
#define SD_DISK_ENABLE

5-加入头文件

#include "sdmmc_config.h"
#include "ff.h"
#include "diskio.h"
#include "fsl_sd.h"
#include "fsl_sd_disk.h"

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6-加入宏定义

static FATFS g_fileSystem; /* File system object */
static FIL g_fileObject; /* File object */
SDK_ALIGN(uint8_t g_bufferWrite[100], BOARD_SDMMC_DATA_BUFFER_ALIGN_SIZE);

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7-检测SD卡并上电

static status_t sdcardWaitCardInsert(void)
{
BOARD_SD_Config(&g_sd, NULL, BOARD_SDMMC_SD_HOST_IRQ_PRIORITY, NULL);
/* SD host init function */
if (SD_HostInit(&g_sd) != kStatus_Success)
{
PRINTF("rnSD host init failrn");
return kStatus_Fail;
}
/* power off card */
SD_SetCardPower(&g_sd, false);
/* wait card insert */
if (SD_PollingCardInsert(&g_sd, kSD_Inserted) == kStatus_Success)
{
PRINTF("rnCard inserted.rn");
/* power on the card */
SD_SetCardPower(&g_sd, true);
}
else
{
PRINTF("rnCard detect fail.rn");
return kStatus_Fail;
}
return kStatus_Success;
}

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（二）测试fatfs写入速度
1-首先定义两个变量

const TCHAR driverNumberBuffer[3U] = {SDDISK + '0', ':', '/'};
FRESULT error;
//字符串
memset(g_bufferWrite, 'a', sizeof(g_bufferWrite));
memset(g_bufferWrite, 'b', sizeof(g_bufferWrite)/2);
g_bufferWrite[10 - 2U] = 'r';
g_bufferWrite[10 - 1U] = 'n';

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2-使用一个GPT定时器计数
启动定时器：
GPT_StartTimer(BOARD_GPT1_PERIPHERAL);

3-初始化TF卡接口：
if (sdcardWaitCardInsert() != kStatus_Success)
return -1;

4-挂载并计时

if (f_mount(&g_fileSystem, driverNumberBuffer, 0U))
{
PRINTF("Mount volume failed.rn");
return -1;
}
uint32_t t_mountTime = GPT_GetCurrentTimerCount(BOARD_GPT1_PERIPHERAL);

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5-驱动

error = f_chdrive((char const *)&driverNumberBuffer[0U]);
if (error)
{
PRINTF("Change drive failed.rn");
return -1;
}
uint32_t t_chdrive = GPT_GetCurrentTimerCount(BOARD_GPT1_PERIPHERAL);

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6-创建文件夹

error = f_mkdir(_T("/dir_1"));
if (error)
{
if (error == FR_EXIST)
{
PRINTF("Directory exists.rn");
}
else
{
PRINTF("Make directory failed.rn");
return -1;
}
}
uint32_t t_mkdir = GPT_GetCurrentTimerCount(BOARD_GPT1_PERIPHERAL);

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7-打开文件

error = f_open(&g_fileObject, _T("/dir_1/data.txt"), (FA_WRITE | FA_READ | FA_OPEN_APPEND ));
if (error)
{
if (error == FR_EXIST) PRINTF("File exists.rn");
else{PRINTF("Open file failed.rn");return -1;}
}
uint32_t t_open = GPT_GetCurrentTimerCount(BOARD_GPT1_PERIPHERAL);

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8-写入

error = f_write(&g_fileObject, g_bufferWrite, sizeof(g_bufferWrite), &bytesWritten);
if ((error) || (bytesWritten != sizeof(g_bufferWrite)))
{
PRINTF("Write file failed. rn");
return -1;
}
uint32_t t_write = GPT_GetCurrentTimerCount(BOARD_GPT1_PERIPHERAL);

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9-关闭

if (f_close(&g_fileObject))
{
PRINTF("rnClose file failed.rn");
return -1;
}

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10-打印出来

PRINTF("t_mount:%drn",t_mountTime);
PRINTF("t_chdrive:%drn",t_chdrive);
PRINTF("t_mkdir:%drn",t_mkdir);
PRINTF("t_open:%drn",t_open);
PRINTF("t_lseek:%drn",t_lseek);
PRINTF("t_write:%drn",t_write);
PRINTF("t_close:%drn",t_close);
PRINTF("t_size:%drn",t_size);

复制代码

。

t_mount	110016942	1466.893	110016418	1466.886
t_chdrive	110017251	1466.897	110016707	1466.889
t_mkdir	226354461	3018.059	226350886	3018.012
t_open	226385347	3018.471	226408050	3018.774
t_lseek	226412100	3018.828
t_write	226413845	3018.851	226409926	3018.799
t_close	226606250	3021.417	226602074	3021.361
t_size	310		410

首先要确定的是，在mount之前和chdrive之前有大段的时间用于初始化TF卡和打印数据，而mkdir因为多次运行的缘故，后面根本不需要创建，这三个时间是没有参考意义的，但可以作为起始的基准。

可以看到，在目前198M的USDHC时钟下，写入100字节只需要不到30us。打开和指针跳转到文末的时间分别在400us以内。考虑到应用中后面四个操作比较频繁，实际上耗时最多的还是close，达到2ms左右，整体耗时3ms左右，还是有比较好的实时性。