在Nucleo STM32F401RE上使用SPI DMA方式提高W5500传输速率

WIZnet W5500 支持高达 80MHz SPI 时钟，所以用户可用 MCU来提供一个最大传输速率的高速以太网SPI通讯。本文中，我将展示如何用STM32 MCU来让W5500达到最大传输速率。

当使用来自STMicro的Cortex M3/M4产线的32位处理器，以太网传输速率可以在使用SPI通讯模式事产生最大变化。我将比较使用SPI标准模式和SPI DMA模式的不同传输速率。

组成

MCU : Nucleo STM32F401RE

以太网控制器 : WIZnet WIZ550io(内嵌 W5500)

引脚连接
MCU与WIZnet WIZ550io之间的引脚连接，请参见下表。
首先，连接电源线。

其次，连接SPI信号。连接SCS 引脚到GPIOA_Pin12，因为我将用软件方法处理它。

第三，连接 RSTn 引脚到 GPIOA_Pin11 来复位WIZ550io.

最后， 用GPIOA_pin1这个引脚连接到W550io的RDY引脚上完成初始化.

RSTn 引脚和RDY 引脚的连接并不至关重要，但是连上更稳定.

怎样实现SPI协议

SPI 协议控制W5500和在SPI标准模式及SPI DMA模式是相同的。然而，这两种模式之间的不同是，在SPI总线的数据之间的空闲时间。

用于W5500的SPI协议在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)

当SPI DMA 模式未使用时, 内部函数调用标准SPI 读/写函数，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();

当使用 SPI DMA 模式时，准备命令数据，由地址和操作码组成，称作 SPI_DMA_READ() 函数。

#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来完成全双攻通信”, SPI_DMA_READ() 和 SPI_DMA_WRITE() 是由使用SPI DMA模式的代码组成的。