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fireflyAIO-3399C主板SPI介紹

firefly ? 來源:firefly ? 作者:firefly ? 2019-12-09 16:22 ? 次閱讀
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SPI 使用

SPI是一種高速的,全雙工,同步串行通信接口,用于連接微控制器傳感器、存儲(chǔ)設(shè)備等。 AIO-3399C SPI引出來了一路SPI2(可復(fù)用GPIO)給外部使用。 AIO-3399C 開發(fā)板提供了 SPI12(單片選)接口,具體位置如下圖:

SPI工作方式

SPI以主從方式工作,這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備,需要至少4根線,分別是:

CS 片選信號 SCLK 時(shí)鐘信號 MOSI 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出、從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入 MISO 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入,從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出

Linux內(nèi)核用CPOL和CPHA的組合來表示當(dāng)前SPI的四種工作模式:

CPOL=0,CPHA=0 SPI_MODE_0 CPOL=0,CPHA=1 SPI_MODE_1 CPOL=1,CPHA=0 SPI_MODE_2 CPOL=1,CPHA=1 SPI_MODE_3

CPOL:表示時(shí)鐘信號的初始電平的狀態(tài),0為低電平,1為高電平。CPHA:表示在哪個(gè)時(shí)鐘沿采樣,0為第一個(gè)時(shí)鐘沿采樣,1為第二個(gè)時(shí)鐘沿采樣。SPI的四種工作模式波形圖如下:

驅(qū)動(dòng)編寫

下面以 W25Q128FV Flash模塊為例簡單介紹SPI驅(qū)動(dòng)的編寫。

硬件連接

AIO-3399C 與 W25Q128FV 硬件連接如下表:

編寫Makefile/Kconfig

在kernel/drivers/spi/Kconfig中添加對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)文件配置:

config SPI_FIREFLY tristate "Firefly SPI demo support " default y help Select this option if your Firefly board needs to run SPI demo.

在kernel/drivers/spi/Makefile中添加對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)文件名:

obj-$(CONFIG_SPI_FIREFLY) += spi-firefly-demo.o

config中選中所添加的驅(qū)動(dòng)文件,如:

│ Symbol: SPI_FIREFLY [=y] │ Type : tristate │ Prompt: Firefly SPI demo support │ Location: │ -> Device Drivers │ -> SPI support (SPI [=y]) │ Defined at drivers/spi/Kconfig:704 │ Depends on: SPI [=y] && SPI_MASTER [=y]
配置DTS節(jié)點(diǎn)

在kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-firefly-demo.dtsi中添加SPI驅(qū)動(dòng)結(jié)點(diǎn)描述,如下所示:

/* Firefly SPI demo */ &spi2 { spi_demo: spi-demo@00{ status = "okay"; compatible = "firefly,rk3399-spi"; reg = <0x00>; spi-max-frequency = <48000000>; /* rk3399 driver support SPI_CPOL | SPI_CPHA | SPI_CS_HIGH */ //spi-cpha; /* SPI mode: CPHA=1 */ //spi-cpol; /* SPI mode: CPOL=1 */ //spi-cs-high; }; }; &spidev0 { status = "disabled"; };
  • status:如果要啟用SPI,則設(shè)為okay,如不啟用,設(shè)為disable。

  • spi-demo@00:由于本例子使用CS0,故此處設(shè)為00,如果使用CS1,則設(shè)為01。

  • compatible:這里的屬性必須與驅(qū)動(dòng)中的結(jié)構(gòu)體:of_device_id 中的成員compatible 保持一致。

  • reg:此處與spi-demo@00保持一致,本例設(shè)為:0x00。

  • spi-max-frequency:此處設(shè)置spi使用的最高頻率。Firefly-RK3399最高支持48000000。

  • spi-cpha,spi-cpol:SPI的工作模式在此設(shè)置,本例所用的模塊SPI工作模式為SPI_MODE_0或者SPI_MODE_3,這里我們選用SPI_MODE_0,如果使用SPI_MODE_3,spi_demo中打開spi-cpha和spi-cpol即可。

  • spidev0: 由于spi_demo與spidev0使用一樣的硬件資源,需要把spidev0關(guān)掉才能打開spi_demo

定義SPI驅(qū)動(dòng)

在內(nèi)核源碼目錄kernel/drivers/spi/中創(chuàng)建新的驅(qū)動(dòng)文件,如:spi-firefly-demo.c 在定義 SPI 驅(qū)動(dòng)之前,用戶首先要定義變量 of_device_id 。 of_device_id 用于在驅(qū)動(dòng)中調(diào)用dts文件中定義的設(shè)備信息,其定義如下所示:

static struct of_device_id firefly_match_table[] = {{ .compatible = "firefly,rk3399-spi",},{},};

此處的compatible與DTS文件中的保持一致。

spi_driver定義如下所示:

static struct spi_driver firefly_spi_driver = { .driver = { .name = "firefly-spi", .owner = THIS_MODULE, .of_match_table = firefly_match_table,}, .probe = firefly_spi_probe, };
注冊SPI設(shè)備

在初始化函數(shù)static int __init spidev_init(void)中向內(nèi)核注冊SPI驅(qū)動(dòng): spi_register_driver(&firefly_spi_driver);

如果內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)匹配成功,則SPI核心會(huì)配置SPI的參數(shù)(mode、speed等),并調(diào)用firefly_spi_probe。

讀寫 SPI 數(shù)據(jù)

firefly_spi_probe中使用了兩種接口操作讀取W25Q128FV的ID: firefly_spi_read_w25x_id_0接口直接使用了spi_transfer和spi_message來傳送數(shù)據(jù)。 firefly_spi_read_w25x_id_1接口則使用SPI接口spi_write_then_read來讀寫數(shù)據(jù)。

成功后會(huì)打印:

root@rk3399_firefly_box:/ # dmesg | grep firefly-spi [ 1.006235] firefly-spi spi0.0: Firefly SPI demo program [ 1.006246] firefly-spi spi0.0: firefly_spi_probe: setup mode 0, 8 bits/w, 48000000 Hz max [ 1.006298] firefly-spi spi0.0: firefly_spi_read_w25x_id_0: ID = ef 40 18 00 00 [ 1.006361] firefly-spi spi0.0: firefly_spi_read_w25x_id_1: ID = ef 40 18 00 00
打開SPI demo

spi-firefly-demo默認(rèn)沒有打開,如果需要的話可以使用以下補(bǔ)丁打開demo驅(qū)動(dòng):

--- a/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-firefly-demo.dtsi +++ b/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-firefly-demo.dtsi @@ -64,7 +64,7 @@ /* Firefly SPI demo */ &spi1 {spi_demo: spi-demo@00{ - status = "disabled"; + status = "okay"; compatible = "firefly,rk3399-spi"; reg = <0x00>; spi-max-frequency = <48000000>; @@ -76,6 +76,6 @@ }; &spidev0 { - status = "okay"; + status = "disabled"; };
常用SPI接口

下面是常用的 SPI API 定義:

void spi_message_init(struct spi_message *m); void spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m); int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message) ; int spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len); int spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len); ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd); ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd); ssize_t spi_w8r16be(struct spi_device *spi, u8 cmd); int spi_write_then_read(struct spi_device *spi, const void *txbuf, unsigned n_tx, void *rxbuf, unsigned n_rx);
接口使用

Linux提供了一個(gè)功能有限的SPI用戶接口,如果不需要用到IRQ或者其他內(nèi)核驅(qū)動(dòng)接口,可以考慮使用接口spidev編寫用戶層程序控制SPI設(shè)備。 在 Firefly-RK3399 開發(fā)板中對應(yīng)的路徑為: /dev/spidev0.0

spidev對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)代碼: kernel/drivers/spi/spidev.c

內(nèi)核config需要選上SPI_SPIDEV:

│ Symbol: SPI_SPIDEV [=y] │ Type : tristate │ Prompt: User mode SPI device driver support │ Location: │ -> Device Drivers │ -> SPI support (SPI [=y]) │ Defined at drivers/spi/Kconfig:684 │ Depends on: SPI [=y] && SPI_MASTER [=y]

DTS配置如下:

&spi1 { status = "okay"; max-freq = <48000000>; spidev@00 { compatible = "linux,spidev"; reg = <0x00>; spi-max-frequency = <48000000>; }; };

詳細(xì)使用說明請參考文檔 spidev 。

FAQs
Q1: SPI數(shù)據(jù)傳送異常

A1: 確保 SPI 4個(gè)引腳的 IOMUX 配置正確, 確認(rèn) TX 送數(shù)據(jù)時(shí),TX 引腳有正常的波形,CLK 頻率正確,CS 信號有拉低,mode 與設(shè)備匹配。


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