fireflyFace-RK3399主板SPI接口簡(jiǎn)介

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。 Face-RK3399 SPI引出來(lái)了一路SPI4（可復(fù)用GPIO）給外部使用。 Face-RK3399 開(kāi)發(fā)板提供了 SPI4（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(hào) SCLK 時(shí)鐘信號(hào) 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(lái)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(hào)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(jiǎn)單介紹SPI驅(qū)動(dòng)的編寫。

編寫Makefile/Kconfig

在kernel/drivers/spi/Kconfig中添加對(duì)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(duì)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-face.dtsi中添加SPI驅(qū)動(dòng)結(jié)點(diǎn)描述，如下所示：

&spi4 { status = “disabled”; max-freq = 《48000000》; spidev@00 { status = “disabled”; compatible = “l(fā)inux，spidev”; reg = 《0x00》; spi-max-frequency = 《48000000》; }; };

status：如果要啟用SPI，則設(shè)為okay，如不啟用，設(shè)為disable。

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spidev@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。RK3399最高支持48000000。

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 = “l(fā)inux，spidev”，}，{}，};

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(cè)SPI設(shè)備

在初始化函數(shù)static int __init spidev_init（void）中向內(nèi)核注冊(cè)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(lái)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(lái)讀寫數(shù)據(jù)。

成功后會(huì)打印：

root@rk3399_firefly_face:/ # 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(kāi)SPI demo

Face-RK3399 spi默認(rèn)沒(méi)有打開(kāi)，如果需要的使用的花在rk3399-firefly-face.dtsi打開(kāi)：

&spi4 { status = “disabled”; max-freq = 《48000000》; spidev@00 { - status = “disabled”; + status = “okay” compatible = “l(fā)inux，spidev”; reg = 《0x00》; spi-max-frequency = 《48000000》; };

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）;

詳細(xì)使用說(shuō)明請(qǐng)參考源碼：kernel/drivers/spi/spidev.c。

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(hào)有拉低，mode 與設(shè)備匹配。