SPI 压力测试
测试原理
SPI 总线测试工具( spidev_tc )用于测试 SPI 设备的基本功能和性能,主要通过配置不同的参数来模拟高负载环境,验证 SPI 总线的稳定性、吞吐量、延迟、错误率等关键性能指标。
测试内容
1. 测试过程: SPI 压力测试的核心部分是通过回环测试进行数据的传输和接收,源码中体现主要内容如下:
- 数据传输测试:使用
transfer_buf
和transfer_read_write
函数分别进行纯数据发送、读取和验证。数据包的长度由transfer_size
参数控制,并且测试会多次循环进行(由 iterations 控制)。 - 吞吐量和速率计算:通过全局变量
_read_count
和_write_count
记录读取和写入的字节数,并周期性计算和输出传输速率。show_transfer_rate
函数用于计算并输出吞吐量(单位: kbps)。 - 传输模式切换:通过 SPI 模式、位数和速度等参数的不同组合,测试 SPI 设备在不同条件下的性能表现。例如,可以设置数据 buffer 的大小或者 SPI 总线速度( speed),测试设备在不同条件下的稳定性和性能。
2. 命令解析:
- 测试命令:
$\{script_dir}/spidev_tc" -D "$Device" -s "$spi_speed" -I "$StressCount" -e 3 -S 32 > "$spi_test_log_file" 2>&1
- 参数解析:
-D "$Device"
:该选项指定了要操作的 SPI 设备文件(如 /dev/spidev2.0 )。-s "$spi_speed"
:该选项指定了 SPI 总线的通信速度(单位是赫兹, Hz)。-I "$StressCount"
:该选项指定了测试的次数。-e 3
:该选项指定了测试模式或类型,-e 后面的数字通常表示不同的测试类型,例如,脚本中 3 代表回环测试。-S 32
:该选项指定每次测试的传输数据大小,单位是字节。> "$spi_test_log_file" 2>&1
:这是命令行的输出重定向部分。-
"$spi_test_log_file":将标准输出( stdout)重定向到指定的日志文件($spi_test_log_file)。
- 2>&1 :将标准错误输出也会重定向到同一个日志文件,这样所有输出(包括错误信息)都会被记录到日志文件中。
-
准备工作
压测脚本使用说明
串口压测支持输入后缀 -h 查看命令参数的说明 ,例如:
root@buildroot:/app/chip_base_test/04_spi_test# ./spistress.sh -h
Usage: ./spistress.sh [options]
Options:
-d <device> Set the SPI device to test (default: /dev/spidev0.0).
-c <count> Set the stress test count (default: 100).
-s <speed> Set the SPI speed in Hz (default: 12000000).
-o <directory> Set the output directory for logs (default: '../log').
-h Show this help message and exit.
各参数解析如下:
-d <device>
:指定要测试的 SPI 设备,默认设备路径为/dev/spidev0.0
。-c <count>
:设置压力测试的次数。-s <speed>
:设置 SPI 的速度,单位是 Hz,默认值为 12000000 (即 12 MHz)。-o <directory>
:设置日志输出目录,默认值为 ../log。
示例:
例如,使用命令: ./spistress.sh -d /dev/spidev0.0 -c 500 -s 24000000 -o /userdata/spi_test_logs
自定义测试 SPI 设备 /dev/spidev0.0 ,设置传输速度为 24 MHz,进行 500 次测试,输出目录为 /app/multimedia_samples/chip_base_test 。
spidev_tc
源码中的详细参数与设置命令解析如下:
-D --device: 指定使用的 SPI 设备。
-s, --speed: 设置最大速度( Hz)。
-d, --delay: 设置延迟(微秒)。
-b, --bpw: 设置每字的位数。
-i, --input: 从文件中输入数据(例如:"test.bin")。
-o, --output: 将数据输出到文件(例如:"results.bin")。
-l, --loop: 启用回环测试。
-H, --cpha: 时钟相位。
-O, --cpol: 时钟极性。
-L, --lsb: 低位优先。
-C, --cs-high: 片选信号为高电平有效。
-3, --3wire: SI/SO 信号共享。
-v, --verbose: 详细模式(显示发送缓冲区)。
-p : 发送数据(例如:"1234\xde\xad")。
-N, --no-cs: 禁用片选信号。
-R, --ready: 从机拉低以暂停。
-2, --dual: 双线传输。
-4, --quad: 四线传输。
-S, --size: 指定测 试的数据大小(字节)。
-I, --iter: 迭代次数,当设置 `-e` 扩展测试模式时,默认是无限循环。
-e, --mode: 指定测试模式, 1: 读取, 2: 写入, 3: 读和写。
-h, --help: 显示帮助信息。
1. 查看 RDK_S100 原理图并找到 SPI0_MOSI 和 SPI0_MISO 对应的引脚与连接器位置,如图:
并将双母头杜邦线将 SPI0_MOSI 与 SPI0_MISO 相连,位置如图:
RDKS100 Acore支持2路SPI,且SPI0,SPI1只能做SPI Master。 SPI内部回环测试仅SPI Master支持,其原理是SPI硬件IP的tx fifo将数据发给rx fifo从而形成回环。
3. 确认 SDK 中 /app/chip_base_test/04_spi_test
路径下,或者板端 root@buildroot:/app/chip_base_test/04_spi_test#
路径下存在 spistress.sh
、spidev_tc.c
、spidev_tc
三个文件。
(base) root@//app/chip_base_test/04_spi_test# tree
.
├── spidev_tc
├── spidev_tc.c
└── spistress.sh
4. 如果用户需要自定义测试模式和功能,建议在 SDK 编译环境中,使用编译命令重新生成执行文件,命令如下:
gcc -o spidev_tc spidev_tc.c
测试方法
确保完成准备工作后,运行测试命令:
./spistress.sh
运行一段时间后,日志打印结果如下:
root@buildroot:/app/chip_base_test/04_spi_test# ./spistress.sh
SPI test starting...
Test configuration:
Device: /dev/spidev0.0
Stress Count: 100
SPI Speed: 12000000 Hz
Output Directory: /app/chip_base_test/log
Log file: /app/chip_base_test/log/spi_test_log3.txt
SPI test completed successfully! Log saved to: /app/chip_base_test/log/spi_test_log3.txt
此时发现日志中没有打印其他信息,可直接在 /app/chip_base_test/log/ 路径下,查看 spi_test_log1 日志。
root@buildroot:/app/multimedia_samples/chip_base_test# cat log/spi_test_log1.txt
spi mode: 0x0
bits per word: 8
max speed: 12000000 Hz (12000 kHz)
Userspace spi read and write test, test_len=32 iterations=100
Test times: 0 Data verification Successful
Test times: 1 Data verification Successful
Test times: 2 Data verification Successful
Test times: 3 Data verification Successful
.....
Test times: 98 Data verification Successful
Test times: 99 Data verification Successful