SPI1 Flash 并发约束

指令/数据 cache (用以执行固件)与 SPI1 外设(由像 SPI Flash 驱动一样的驱动程序控制)共享 SPI0/1 总线。因此,对 SPI1 外设的操作会对整个系统造成显著的影响。这类操作包括调用 SPI Flash API 或者其他 SPI1 总线上的驱动,任何 flash 操作(如读取、写入、擦除)或者其他用户定义的 SPI 操作,无论是对主 flash 或者其他各类的 SPI 从机。

在 ESP32-S3 上, flash 读取/写入/擦除时 cache 必须被禁用。

当 cache 被禁用时

这意味着当 flash 擦写操作发生时,所有的 CPU 都只能执行 IRAM 中的代码,而且必须从 DRAM 中读取数据。如果您使用本文档中 API 函数,上述限制将自动生效且透明(无需您额外关注),但这些限制可能会影响系统中的其他任务的性能。

除 SPI0/1 以外的 SPI 总线上的其它 flash 芯片则不受这种限制。

请参阅 应用程序内存分布,查看 IRAM、DRAM 和 flash cache 的区别。

为避免意外读取 flash cache,一个 CPU 在启动 flash 写入或擦除操作时,另一个 CPU 将阻塞,并且在 flash 操作完成前,所有 CPU 上,所有的非 IRAM 安全的中断都会被禁用。

另请参阅 OS 函数SPI Bus Lock

IRAM 安全中断处理程序

如果您需要在 flash 操作期间运行中断处理程序(比如低延迟操作),请在 注册中断处理程序 时设置 ESP_INTR_FLAG_IRAM

请确保中断处理程序访问的所有数据和函数(包括其调用的数据和函数)都存储在 IRAM 或 DRAM 中。有两种方法可供使用:

使用属性宏

为函数添加 IRAM_ATTR 属性:

#include "esp_attr.h"

void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void* arg)
{
    // ...
}

为常量添加 DRAM_ATTRDRAM_STR 属性:

void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void* arg)
{
   const static DRAM_ATTR uint8_t INDEX_DATA[] = { 45, 33, 12, 0 };
   const static char *MSG = DRAM_STR("I am a string stored in RAM");
}

辨别哪些数据应标记为 DRAM_ATTR 可能会比较困难,除非明确标记为 DRAM_ATTR,否则编译器依然可能将某些变量或表达式当做常量(即便没有 const 标记),并将其放入 flash。

使用链接脚本

参见 链接器脚本生成机制

如果函数或符号未被正确放入 IRAM/DRAM 中,当中断处理程序在 flash 操作期间从 flash cache 中读取数据,则会产生非法指令异常(这是因为代码未被正确放入 IRAM)或读取垃圾数据(这是因为常数未被正确放入 DRAM),而导致崩溃。