SPI 学习总结

来源：互联网发布：设计图纸软件下载编辑：程序博客网时间：2024/06/02 00:58

1. SPI 简介
SPI (Serial Peripheral interface)串行外围设备接口，是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。
SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。
SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便。
SPI的四根线为SDI(数据输入)，SDO(数据输出)，SCLK(时钟)，CS(片选)。
可以参考 drivers/spi 目录。
spi_device的板信息用spi_board_info结构体来描述：
struct spi_board_info {
  char   modalias[SPI_NAME_SIZE];
  const void   *platform_data;
  void   *controller_data;
  int   irq;
  u32   max_speed_hz;
  u16   bus_num;
  u16   chip_select;
  u8   mode;
};
记录了SPI外设使用的主机控制器序号、片选信号、数据比特率、SPI传输方式等
static struct mcp251x_platform_data mcp251x_info = {
        .oscillator_frequency = 20*1000*1000, /*外部晶振，结合手册及具体硬件设置*/
        .board_specific_setup = NULL,
        .power_enable = NULL,
        .transceiver_enable = NULL,
};
CS用gpio替换
static struct pxa2xx_spi_chip qrk_ffrd_spi_cs_mcp251x = {
    .gpio_cs = 9,/*GPIO号*/
};
{
        .modalias = "mcp2515",
        .platform_data = &mcp251x_info,
        .mode = SPI_MODE_0,
        .irq = 58,
        .max_speed_hz = 2*1000*1000,       /* max sample rate at 3V */
        .bus_num = 0,
        .chip_select = 1,
        .controller_data = &qrk_ffrd_spi_cs_mcp251x,
     }
spi_register_board_info(spi_devs, ARRAY_SIZE(spi_devs));

MOSI(SDO)：主器件数据输出，从器件数据输入。

MISO(SDI)：主器件数据输入，从器件数据输出。

SCLK ：时钟信号，由主器件产生。

CS：从器件使能信号，由主器件控制（可以使用GPIO来替换）。

SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位从MSB或者LSB开始传输的，这就是SCK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，MISO、MOSI则基于此脉冲完成数据传输。 SPI支持4-32bits的串行数据传输，支持MSB和LSB，每次数据传输时当从设备的大小端发生变化时需要重新设置SPI Master的大小端。

2 SPI 驱动架构

SPI的驱动架构分为三个层次：SPI 核心、SPI控制器驱动和SPI设备驱动。

SPI核心：

主要提供了核心数据结构的定义、SPI控制器驱动和设备驱动的注册、注销管理等的API接口。

SPI控制器驱动：

每种平台都有自己的控制器，可参考处理器手册移植。其功能是为每条SPI总线实现读写方法，向下连接SPI从设备。

在include/liunx/spi/spi.h文件中，在数据结构struct spi_master定义如下：

struct spi_master {
struct device dev;
s16 bus_num;

u16 num_chipselect;
int (*setup)(struct spi_device *spi);
int (*transfer)(struct spi_device *spi, struct spi_message *mesg);
void (*cleanup)(struct spi_device *spi);
};

bus_num 对应的SPI总线号。

num_chipselect 能支持的spi设备个数

setup 设置SPI总线的模式，时钟等的初始化函数，在spi_add_device函数中调用。

transfer 函数是实现SPI总线读写方法的函数。实现数据的双向传输.

cleanup 注销时候调用

SPI设备驱动：

为应用层提供通过SPI总线访问设备的接口。

使用到两个模块来实现。

1. struct spi_driver 注册扫描SPI总线上的设备，通过probe来匹配对应的设备并进行初始化设备。

struct spi_driver {

int (*probe)(struct spi_device *spi);

int (*remove)(struct spi_device *spi);

void (*shutdown)(struct spi_device *spi);

int (*suspend)(struct spi_device *spi, pm_message_t mesg);

int (*resume)(struct spi_device *spi);

struct device_driver driver;

};

具体的实现可以参考spi的slave驱动。

2. struct spi_device 的构建与注册

struct spi_device {

struct device dev;

struct spi_master *master;

u32 max_speed_hz;

u8 chip_select;

u8 mode;

u8 bits_per_word;

int irq;

void *controller_state;

void *controller_data;

char modalias[32];

};

spi_device 对应于特定的从设备，并且spi_device 封装了一个spi_master结构体。

spi_device 的赋值在platform文件中完成。

以设备mcp2515，spi转CAN为例：

mcp2515从设备平台信息

static struct spi_board_info spi_devs[]={

};

在platform的init函数中调用.

注册把spi_board_info注册到board_list.在spi_master注册中调用scan_boardinfo扫描board_list并匹配设备，然后创建并注册spi_deivce.

参考：

http://www.cnblogs.com/liugf05/archive/2012/12/03/2800457.html

0 0