SPI使用参考

1. 概述¶

本文主要介绍在Linux Uboot以及Linux User Space下如何使用SPI接口。

表1-1 规格介绍

2. SPI控制¶

2.1. Uboot下使用SPI¶

2.1.1. SPI Driver分析¶

Uboot下SPI Driver的源文件路径：boot/drivers/mstar/spi/pioneer3/mspi.c

主要的API函数介绍如下：

2.1.2. SPI PADMUX配置¶

SPI Driver源文件的代码中提供了padmux table，列举了平台支持的SPI PADMUX MODE，用户可对照CheckList表格找到对应的管脚(建议使用demo板推荐的mode)。

若使用MSPI0，默认配置是PINMUX_FOR_SPI0_MODE_4，可通过修改MSPI0_PADMUX_MODE的值，选择不同的PADMUX；若使用MSPI1，默认配置是PINMUX_FOR_SPI1_MODE_5, 可通过修改MSPI1_PADMUX_MODE的值，选择不同的PADMUX。

2.1.3. SPI功能测试¶

Uboot下提供了测试SPI通讯的源文件以及相关命令，路径：boot/common/cmd_spi.c

用户可参考do_spi函数实现，编写应用代码。

menuconfig中打开下述选项，使能SPI Driver与测试命令。

Command line interface

-> Device access commands
        -> [*] sspi

Device Drivers

-> [*] MStar drivers
    -> [*] SSTAR MSPI

硬件上可将SPI的SDI脚与SDO脚接在一起，如果发送的数据与接收的数据一致，说明SPI通讯正常。Uboot下运行# sspi 1:0.0 1 55测试SPI通讯。

命令解释：sspi [mspi0/mspi1]:[cs].[mode] [size] [data]，传输数据格式默认是8bits。

2.2. UserSpace下使用SPI¶

推荐使用如下mode和腳位，如需修改请根据CheckList表格更改。

以下均以SPI1_MODE_5为例，PIN脚为PAD_KEY0 ～ PAD_KEY3。

2.2.1. Kernel中配置dts¶

打开kernel/arch/arm/boot/dts/pioneer3.dtsi文件，配置spi1设备树，可打开或关闭DMA功能，如下图标记所示。

2.2.2. Kernel中配置padmux¶

打开kernel/arch/arm/boot/dts/ pioneer3-ssc020a-s01a-demo-padmux.dtsi文件，配置spi脚位的padmux，如果该组脚位被复用为其他功能，需要将其他组注释。

将PIN脚配置为PINMUX_FOR_SPI1_MODE_5，如图：

2.2.3. Kernel中启用SPI功能¶

menuconfig中配置如下选项，启用SPI功能：

Device Drivers

->  [*] SPI support
    ->  <*> User mode SPI device driver support
->  [*] SStar SoC platform drivers
    ->  <*> SStar MSPI driver

如果SPI功能配置成功，kernel起来后在开发板/dev目录下会找到spidev0.0与spidev1.0两个节点。

2.2.4. UserSpace下测试SPI通讯¶

提供测试用sample code源文件mspi_main.c

按如下操作编译源文件，生成可执行bin档并测试SPI通讯。

# arm-linux-gnueabihf-gcc -o mspi_main mspi_main.c

将mspi_main文件拷贝到开发板中，shell下运行# ./mspi_main 8 55。

命令解释：./mspi_main [bits] [data]，该应用设置SPI传输的数据格式[bits]，并将获取字符串转换成数据[data]，通过SPI_DI(MOSI)脚发送出去，并接收SPI_DO(MISO)脚输入的数据。硬件上将SPI_DI(MOSI)与SPI_DO(MISO)引脚接在一起，如果发送的数据与接收的数据一致，表明SPI通讯正常。

2.2.5. 读寄存器判断SPI配置是否正确¶

如果SPI通讯异常，首先检查硬件连接是否正确；再检查SPI寄存器配置是否正确。在kernel驱动文件中提供了padmux table并列举了寄存器基地址、偏移地址以及有效位。打开kernel/drivers/sstar/gpio/pioneer3/mhal_pinmux.c文件，找到SPI脚位。

当SPI配置为PINMUX_FOR_SPI1_MODE_5时，对应的寄存器信息如图：

开发板中运行/customer/riu_r 0x103C 0x68读寄存器的值，如果读出的值为0x0500则表明SPI PADMUX寄存器配置正确。注意!!!由于GPIO MODE的优先级更高，如果该组脚位要配置为SPI MODE，则需保证该组脚位为非GPIO MODE。

3. GPIO模拟SPI¶

3.1. 确定GPIO脚位¶

SPI是标准的通讯协议，可通过控制GPIO电平变化模拟SPI读写时序，实现数据的读写。首先需要找四个管脚，分别作为CLK、CS、MOSI、MISO。在UserSpace下使用GPIO需要确定硬件管脚对应的GPIO ID号，kernel中提供了相关的头文件，列举了每个管脚对应的ID。如下：

kernel/drivers/sstar/include/pioneer3/gpio.h

以下仍然以PAD_KEY0 ～ PAD_KEY3为例，该组脚位对应的GPIO ID如图：

3.2. 测试GPIO模拟SPI功能¶

提供测试用sample code源文件mspi_gpio.c

按如下操作编译源文件，生成可执行bin档并测试SPI通讯。

# arm-linux-gnueabihf-gcc -o mspi_gpio mspi_gpio.c

将mspi_gpio文件拷贝到开发板中，shell下运行# ./mspi_gpio 8 55。

命令解释：./mspi_gpio [bits] [data]，该应用设置SPI传输的数据格式[bits]，并将获取字符串转换成数据[data]，通过MOSI脚发送出去，并接收MISO脚输入的数据。硬件上将MOSI与MISO引脚接在一起，如果发送的数据与接收的数据一致，表明GPIO模拟SPI通讯功能正常。

说明：sample code主要是介绍GPIO模拟SPI的软件实现方法，使用此方式GPIO模拟SPI读写时钟速率为4K左右，如要提高时钟频率则需使用更快的读写GPIO的方式，详见GPIO使用参考。