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SPI

介绍SPI的功能和使用方法。

模块介绍​

SPI 是soc和外设之间的一种串行接口总线(spi), 只支持1x模式。SPI有主、从两种模式，通常一个主设备(master)和一个或多个从设备(slave)连接。主设备选择一个从设备进行通信，完成数据交互。主设备提供时钟，读写操作都由主设备发起。k1 spi暂时只支持主设备模式。

功能介绍​

Linux spi驱动框架分为三部分: spi core、spi控制器驱动和spi设备驱动。
spi core主要作用:

  • spi总线和spi_master类注册
  • spi控制器添加和删除
  • spi设备添加和删除
  • spi设备驱动注册与注销

spi 控制器驱动:

  • spi master控制器驱动，对spi master控制器进行操作

spi 设备驱动

  • spi device驱动

源码结构介绍​

控制器驱动代码在drivers/spi目录下:

|-- spi-k1x.c              #k1 spi驱动

关键特性​

特性​

特性特性说明
通信协议支持SSP/SPI/MicroWire/PSP协议
通信频率最高频率支持53MHz, 最低频率支持6.3kbps
通信倍数x1
支持外设支持spi-nor和spi-nand

性能参数​

通信频率​

通讯频率只支持51.2M/25.6M/12.8M/6.4M/3.2M/1.6M/200k/1M

通信倍速​

spi 通信倍速支持 x1。

测试方法
可以通过示波器或者逻辑分析测试sck信号频率

配置介绍​

主要包括驱动使能配置和dts配置

CONFIG配置​

CONFIG_SPI 为SPI总线协议提供支持，默认情况，此选项为Y

Device Drivers
        SPI support (SPI [=y])

CONFIG_SPI_K1X 为K1 spi控制器驱动提供支持，默认情况下，此选型为Y

Device Drivers
        SPI support (SPI [=y])
                K1X SPI Controller (SPI_K1X [=y])

dts配置​

pinctrl​

查看方案原理图，找到 spi 使用的 pin 组。参考pinctrl章节，确定 spi 使用的 pin 组。

假设 spi3 可以直接采用 k1-x_pinctrl.dtsi 中定义 pinctrl_ssp3_0 组。

spi 设备配置​

需要确认 spi 设备类型，spi 与 spi 设备通信频率。

设备类型​

确认 spi 下连接的 spi 设备类型，是 spi-nor 还是 spi-nand。

通信频率​

spi 控制器和 spi 设备最大通信速率。

通信倍速​

qspi 通信倍速支持 x1。

spi 设备 dts​

以 spi nor 为例，采用最大通信频率 26MHz，发送和接收都采用 x1 通信。

dts示例​

&spi3 {
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&pinctrl_ssp3_0>;
        k1x,ssp-disable-dma;
        status = "okay";
        k1x,ssp-clock-rate = <25600000>;

        flash@0 {
                compatible = "jedec,spi-nor";
                reg = <0>;
                spi-max-frequency = <25600000>;
                m25p,fast-read;
                broken-flash-reset;
                status = "okay";
        };
};

接口介绍​

API介绍​

设备驱动注册与注销

int __spi_register_driver(struct module *owner, struct spi_driver *sdrv);  
void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv);

数据传输API

  • 初始化spi_message
void spi_message_init(struct spi_message *m);
  • 添加spi_transfer到spi_message的transfer列表
void spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m);
  • write数据
int spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len);
  • read数据
int spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len);
  • 同步传输spi_message
int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);

Debug介绍​

sysfs​

查看系统spi总线设备和驱动信息 /sys/bus/spi

|-- devices                 //spi总线上的设备
|-- drivers                 //spi总线上注册的设备驱动
|-- drivers_autoprobe
|-- drivers_probe
`-- uevent

debugfs​

用于查看系统中spi设备信息 /sys/kernel/debug/spi-nor/spi3.0

测试介绍​

spi-nand/nor读写速率测试​

打开CONFIG_MTD_TESTS

Device Drivers
         Memory Technology Device (MTD) support (MTD [=y])
                MTD tests support (DANGEROUS) (MTD_TESTS [=m])

测试命令

insmod mtd_speedtest.ko dev=0   #0表示spi-nand/nor的mtd设备号

FAQ​