【玩轉多核異構】i.MX8M Plus開發(fā)板的M核SPI主從模式通訊

為了能夠讓更多工程師朋友了解多核異構處理器，飛凌嵌入式特別推出了【玩轉多核異構】專題，幫助大家解決在多核異構處理器的開發(fā)過程中遇到的問題。專題持續(xù)更新中，歡迎您的訂閱關注。

SPI（串行外圍設備接口）是一種低成本、易使用的接口協(xié)議，具備全雙工、高速、通訊簡單的特點，被廣泛應用于微控制器和外圍設備芯片之間的通訊。當SPI接口作為主模式時可以連接Flash存儲器、AD采樣芯片、實時時鐘RTC、LCD顯示屏、音頻芯片以及各種傳感器。

隨著產品功能的愈加豐富，多處理器使用SPI接口進行通訊的場景開始出現(xiàn)，而多個SPI設備之間通信必須由主設備(Master)來控制從設備(Slave)。小編手上的OKMX8MP-C開發(fā)板基于NXPi.MX8MPlus多核異構處理器設計，它的M核有1路SPI，因而為實現(xiàn)SPI的相互通訊，我們就需要兩塊OKMX8MP-C開發(fā)板的SPI互作主從設備進行通信。本文小編就將從應用角度為大家講解M核SPI間通訊的實現(xiàn)方式。

一、SPI主模式

1. SPI初始化

SPI初始化主要包括總線時鐘、管腳和相應寄存器的初始化。具體如下：

（1）SPI總線時鐘：現(xiàn)將SPI總線倍頻到800MHz，再10分頻到80MHz。

CLOCK_SetRootMux(kCLOCK_RootEcspi2,kCLOCK_EcspiRootmuxSysPll1);//SPI2總線時鐘使用PLL1-800MHz

（2）管腳配置：選擇SPI2的四個管腳。

IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_ECSPI2_MISO_ECSPI2_MISO, 0U); // SPI2-MISO IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_ECSPI2_MOSI_ECSPI2_MOSI, 0U); // SPI2-MOSI IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_ECSPI2_SCLK_ECSPI2_SCLK, 0U); // SPI2-SCLK IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_ECSPI2_SS0_ECSPI2_SS0, 0U); // SPI2-SSO

（3）SPI速率：設置速率為500K。

#define TRANSFER_BAUDRATE 500000U // 速率 500K

（4）數(shù)據(jù)長度選擇：8bit。

config->burstLength=8;//數(shù)據(jù)長度8bit

（5）四種模式選擇：CPOL和CPHA的四種組合即為SPI的四種模式。

config->clockInactiveState = kECSPI_ClockInactiveStateLow; // 時鐘SCL: 活動時低電平，空閑時高電平 config->dataLineInactiveState = kECSPI_DataLineInactiveStateLow;// 數(shù)據(jù)MOSI&MISO: 活動時低電平，空閑時高電平 config->chipSlectActiveState = kECSPI_ChipSelectActiveStateLow;// 片選SS: 低電平選中，高電平無效 config->polarity = kECSPI_PolarityActiveHigh; // 時鐘信號極性，即CPOL為0的話 SCLK高電平有效(空閑的時候為低電平)，為1的話SCLK低電平有效(空閑的時候為高電平)。 config->phase = kECSPI_ClockPhaseFirstEdge; // 時鐘相位，即CPHA為0的話串行時鐘的第一個跳變沿(上升沿或下降沿)采集數(shù)據(jù)，為1的話串行時鐘的第二個跳變沿(上升沿或下降沿)采集數(shù)據(jù)。

（6）主模式選擇：設置SPI為主模式。

config->channelConfig.channelMode = kECSPI_Master; // 主模式

（7）通道選擇：一個SPI有四個硬件片選信號，每個片選信號是一個硬件通道，本程序選擇通道0。

config->channel = kECSPI_Channel0; // 通道0

（8）關閉自回環(huán)：如果開啟了自回環(huán)，那么SPI數(shù)據(jù)會在芯片內回環(huán)，不會到外部管腳，在程序調試時可以排除外部端子的干擾，但真實應用時，需要關閉自回環(huán)，從外部管腳收發(fā)數(shù)據(jù)。

Config->enableLoopBack = false; // 不回環(huán)，使用外部管腳

2. SPI收發(fā)流程

我們分別將兩塊OKMX8MP-C開發(fā)板命名為開發(fā)板1和開發(fā)板2，并且將開發(fā)板1的SPI接口采用主模式，使能收發(fā)中斷；將開發(fā)板2的SPI接口采用從模式，使能收發(fā)中斷。

SPI主發(fā)送64字節(jié)數(shù)據(jù)，SPI從接收后，將數(shù)據(jù)回傳。SPI主接收回傳信息后，比對接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)是否一致，輸出比對結果。如一致，本次傳輸結束，等待輸入任何按鍵啟動下一次傳輸。

（1）SPI發(fā)送數(shù)據(jù)：EXAMPLE_ECSPI_MASTER_BASEADDR 表示為SPI2，g_m_handle為SPI實例，包含了發(fā)送接收中斷及其回調函數(shù)，masterXfer為要發(fā)送的64字節(jié)數(shù)據(jù)。

ECSPI_MasterTransferNonBlocking(EXAMPLE_ECSPI_MASTER_BASEADDR, &g_m_handle, &masterXfer); //主模式中斷方式發(fā)送數(shù)據(jù)

（2）SPI接收數(shù)據(jù)：SPI總線的發(fā)送和接收都是主模式控制的，因此接收函數(shù)的過程和發(fā)送是一致的。

（3）接收和發(fā)送數(shù)據(jù)對比：

for (i = 0U; i < TRANSFER_SIZE; i++) { if (masterTxData[i] != masterRxData[i]) { errorCount++; } }

二、SPI從模式

1. SPI初始化

SPI從模式初始化與主模式要保持一致，除了將工作模式設為從模式，其他設置均一樣。主從模式選擇：設置SPI為從模式。

config->channelConfig.channelMode = kECSPI_Slave; //從模式

2. SPI收發(fā)流程

開發(fā)板2的SPI接口采用從模式，使能收發(fā)中斷。

SPI從進入等待接收狀態(tài)，在片選有效后，通過接收中斷獲取數(shù)據(jù)，并回傳信息，再次進入接收狀態(tài)。

（1）SPI接收數(shù)據(jù)：EXAMPLE_ECSPI_SLAVE_BASEADDR表示為SPI2，g_m_handle為SPI實例，包含了發(fā)送接收中斷及其回調函數(shù)，slaveXfer存儲接收的數(shù)據(jù)。

ECSPI_SlaveTransferNonBlocking(EXAMPLE_ECSPI_SLAVE_BASEADDR, &g_s_handle, &slaveXfer); //從模式中斷方式接收數(shù)據(jù)

（2）SPI發(fā)送數(shù)據(jù)：SPI總線的發(fā)送和接收都是主模式控制的，因此接收函數(shù)的過程和發(fā)送是一致的。

三、A核修改

A核設備樹中若保留SPI2，內核解析設備樹，在/dev下生成設備文件spidev1.0。這樣待M核運行后，A核將重新對SPI2初始化，造成M核SPI功能異常，因此需要去除A核對SPI的控制。

1.修改設備樹

（1）在設備樹OK8MP-C.dts中，刪除SPI2設備節(jié)點相關信息。

&ecspi2 { #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; fsl,spi-num-chipselects = <1>; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi2 &pinctrl_ecspi2_cs>; cs-gpios = <&gpio5 13 GPIO_ACTIVE_LOW>; status = "okay"; spidev1: spi@0 { reg = <0>; compatible = "rohm,dh2228fv"; spi-max-frequency = <500000>; }; }; pinctrl_ecspi2: ecspi2grp { fsl,pins = < MX8MP_IOMUXC_ECSPI2_SCLK__ECSPI2_SCLK 0x82 MX8MP_IOMUXC_ECSPI2_MOSI__ECSPI2_MOSI 0x82 MX8MP_IOMUXC_ECSPI2_MISO__ECSPI2_MISO 0x82 >; }; pinctrl_ecspi2_cs: ecspi2cs { fsl,pins = < MX8MP_IOMUXC_ECSPI2_SS0__GPIO5_IO13 0x40000 >; };

（2）編譯生成新的內核鏡像Image及設備樹OK8MP-C.dtb。

（3）將生成的OK8MP-C.dtb和Image拷貝至開發(fā)板/run/media/mmcblk2p1/目錄下，輸入sync命令，重啟開發(fā)板。

（4）輸ls /dev查看發(fā)現(xiàn)沒有SPI2設備文件spidev1.0。

四、程序驗證

1.硬件連接

使用杜邦線將兩塊OKMX8MP-C開發(fā)板的SPI一一對應連接，線序如下：

2. M核程序

修改uboot環(huán)境變量設置M核自啟動，同時將M核程序forlinx_m7_tcm_firmware.bin

放到/run/media/mmcblk2p1/目錄下。注意，SPI主模式程序須放入開發(fā)板1，SPI從模式程序須放入開發(fā)板2。

3. 實際測試

（1）開發(fā)板2先上電，M核程序啟動，完成SPI初始化后，進入接收等待狀態(tài)；

（2）開發(fā)板1后上電，M核程序啟動，完成SPI初始化后，主動發(fā)送64字節(jié)數(shù)據(jù)；

（3）開發(fā)板2的SPI接收數(shù)據(jù)，通過串口打印接收的數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)再次發(fā)送；

（4）開發(fā)板1的SPI接收到回傳信息，通過串口打印接收的數(shù)據(jù)。和發(fā)送數(shù)據(jù)比對，輸出結果。

（5）此時在開發(fā)板1調試串口輸入任意鍵，即可開啟新一輪的SPI發(fā)送和接收流程。