如何使用USB闪存驱动器和fatfs改善随机长写入时间？

我正在使用 nucleo-f7 开发板作为数据记录器的基础。记录器使用三个带 DMA 的 spi 从设备从传感器套件中获取数据流，并将其写入带有偶尔数据头的 USB 闪存驱动器。我遇到的问题是我偶尔会有很长的写入时间。  
我正在将数据从三个单独的 A2D 写入三个单独的文件。通常f_write数据到U盘的时间在600ms左右，但偶尔会跳到1800ms。目前，系统使用 DMA TC 中断将数据从较小的 4096 字节 DMA 缓冲区写入一个大得多的 90 KB 循环“数据缓冲区”。我已将这些数据缓冲区设置得尽可能大，以帮助解决随机写入延迟问题，但对于单一模式，这种偶尔的 1200 毫秒延迟太多了，会导致系统溢出每个数据缓冲区。  
以下是控制文件系统和控制 DMA 缓冲区传输的主要函数。我希望得到一些建议，以限制这种随机的额外时间延迟，或者其他与我处理数据写入的方式有关的问题。
//将数据从 DMA 缓冲区写入大模态数据缓冲区
//仅在 DMA ISR 期间发生
void dma2Buffer（数据*模态）
{
        uint8_t *dataBuffer = modality->dataBuffer;
        uint8_t *dmaBuffer = &modality->dmaBuffer[ (modality->dmaFlag * DMA_WRITE_SIZE) ]; //它是 0 或 4096，因为缓冲区是 8192 字节，这意味着前半部分或后半部分
        uint32_t dmaPtr = 模态->dmaPtr；
        //将数据从DMA缓冲区复制到大数据缓冲区
        memcpy(&dataBuffer[dmaPtr], dmaBuffer, DMA_WRITE_SIZE);
        //交换 DMA 缓冲区标志
        modality->dmaPtr = (modality->dmaPtr + DMA_WRITE_SIZE) % modality->maxBufferSize;
        模态->bufferSize += DMA_WRITE_SIZE;
        模态->dmaFlag = !模态->dmaFlag;
        如果（模态->缓冲区大小>模态->最大缓冲区大小）
                模态->overrunFlag = TRUE;
}
//将大模态数据缓冲区中的数据写入U盘文件
//发生在dmaStateMachine
void buffer2Usb(data* modality, _Bool istimeBlock)
{
        //纠正溢出条件
        如果（模态->overrunFlag）
        {
                correctOverrun（模态）；
        }
        //标记检查是否到了写入数据头的时间
        如果（模态-> hdrFlag）
        {
                usbWriteHdr（模态，isTimeBlock）；
        }
        //将数据从数据缓冲区写入USB文件
        如果（是时间块）
        {
                writeData（模态，TIME_MSG_SIZE，isTimeBlock）；
        }
        else if( modality->bufferSize < (modality->dataBlockSize - modality->dataTilNextBlock) ) //将dataBuffer的内容写入闪存驱动器，直到下一个数据块开始
        {
                writeData(模态, 模态->bufferSize, isTimeBlock);
        }
        else //将整个dataBuffer写入U盘
        {
                writeData(模态, (模态->dataBlockSize - 模态->dataTilNextBlock), isTimeBlock );
                模态->hdrFlag = TRUE；
        }
        //如果缓冲区中没有数据，则将 dataRdy Flag 设置为 False
        如果（模态->bufferSize == 0）
        {
                模态->dataRdyFlag = FALSE；
        }
}
//将writeSize中指定的字节数写入模态文件
static void writeData(data* modality, int writeSize, _Bool isTimeMsg)
{
        int bytesWritten = 0;
        //检查缓冲区中是否没有数据，如果是则返回
        如果（模态->bufferSize <= 0）
                返回;
        if( modality->usbPtr + writeSize >= modality->maxBufferSize) //如果缓冲区循环。
        {
                bytesWritten = usbWrite(modality, (modality->maxBufferSize - modality->usbPtr), isTimeMsg );
                模态->缓冲区大小-= bytesWritten；
                模态->dataTilNextBlock += bytesWritten；
                writeSize -= bytesWritten;
                模态->usbPtr = 0；//设置回缓冲区的开头
                bytesWritten = usbWrite(模态, writeSize, isTimeMsg);
                模态->缓冲区大小-= bytesWritten；
                模态->dataTilNextBlock += bytesWritten；
                modality->usbPtr = (modality->usbPtr + bytesWritten) % modality->maxBufferSize;
        }
        别的
        {
                bytesWritten = usbWrite(模态, writeSize, isTimeMsg);
                模态->缓冲区大小-= bytesWritten；
                模态->dataTilNextBlock += bytesWritten；
                modality->usbPtr = (modality->usbPtr + bytesWritten) % modality->maxBufferSize;
        }
}
//文件系统函数
//打开模态的单个文件
void newFile(int id)
{
        //打开单独的模态文件
        文件名生成（id）；
        checkForErrors(id, f_open( &usbFiles[id], FileName, FILEMODE), 3);
        //扩展文件以在闪存驱动器上预分配空间
        f_expand(&usbFiles[id], (FSIZE_t)(dataBlockSize[id] * 3600), 1);
        //重置文件字节写入计数器
        当前文件大小[id] = 0;
        //最大支持的文件数为24个，即8 * 3个文件。这会在达到每个目录支持的最大数量后创建一个新目录
        如果（（文件数%24）==0）
                根目录（）；
}
//将数据写入正确模态文件的文件系统接口
int usbWrite（数据*模态，int writeSize，_Bool isTimeBlock）
{
        int bytesWritten = 0;
        int id = modality->id;
        uint8_t *buffer = &(modality->dataBuffer[modality->usbPtr]);
        如果（是时间块）
        {
                int offset = findTimeMsg(buffer, modality->id);
                如果（偏移量！= 0）
                {
                        buffer = &(modality->dataBuffer[modality->usbPtr + offset]); //如有必要，调整时间块相对于其余数据的位置
                }
        }
        checkForErrors(id, f_write(&usbFiles[id], buffer, writeSize, (void *)&bytesWritten), 1);
        curFileSize[模态->id] += bytesWritten；
        返回 bytesWritten；
}
//每 60 秒同步一次文件
无效同步文件（无效）
{
        checkForErrors(MAG, f_sync(&usbFiles[MAG]), 0);
        checkForErrors(ACS, f_sync(&usbFiles[ACS]), 0);
        checkForErrors(SES, f_sync(&usbFiles[SES]), 0);
}