fireflyFace-RK3399主板SPI接口简介

SPI 使用

SPI是一种高速的，全双工，同步串行通信接口，用于连接微控制器、传感器、存储设备等。 Face-RK3399 SPI引出来了一路SPI4（可复用GPIO）给外部使用。 Face-RK3399 开发板提供了 SPI4（单片选）接口，具体位置如下图：

SPI工作方式

SPI以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，分别是：

CS 片选信号 SCLK 时钟信号 MOSI 主设备数据输出、从设备数据输入 MISO 主设备数据输入，从设备数据输出

Linux内核用CPOL和CPHA的组合来表示当前SPI的四种工作模式：

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：表示时钟信号的初始电平的状态，０为低电平，１为高电平。CPHA：表示在哪个时钟沿采样，０为第一个时钟沿采样，１为第二个时钟沿采样。SPI的四种工作模式波形图如下：

驱动编写

下面以 W25Q128FV Flash模块为例简单介绍SPI驱动的编写。

编写Makefile/Kconfig

在kernel/drivers/spi/Kconfig中添加对应的驱动文件配置：

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中添加对应的驱动文件名：

obj-$（CONFIG_SPI_FIREFLY） += spi-firefly-demo.o

config中选中所添加的驱动文件，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节点

在kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-firefly-face.dtsi中添加SPI驱动结点描述，如下所示：

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

status：如果要启用SPI，则设为okay，如不启用，设为disable。

compatible：这里的属性必须与驱动中的结构体：of_device_id 中的成员compatible 保持一致。

reg：此处与spidev@00保持一致，本例设为：0x00。

spi-max-frequency：此处设置spi使用的最高频率。RK3399最高支持48000000。

定义SPI驱动

在内核源码目录kernel/drivers/spi/中创建新的驱动文件，如：spi-firefly-demo.c 在定义 SPI 驱动之前，用户首先要定义变量 of_device_id 。 of_device_id 用于在驱动中调用dts文件中定义的设备信息，其定义如下所示：

static struct of_device_id firefly_match_table［］ = {{ .compatible = “linux，spidev”，}，{}，};

此处的compatible与DTS文件中的保持一致。

spi_driver定义如下所示：

static struct spi_driver firefly_spi_driver = { .driver = { .name = “firefly-spi”， .owner = THIS_MODULE， .of_match_table = firefly_match_table，}， .probe = firefly_spi_probe， };

注册SPI设备

在初始化函数static int __init spidev_init（void）中向内核注册SPI驱动： spi_register_driver（&firefly_spi_driver）;

如果内核启动时匹配成功，则SPI核心会配置SPI的参数（mode、speed等），并调用firefly_spi_probe。

读写 SPI 数据

firefly_spi_probe中使用了两种接口操作读取W25Q128FV的ID： firefly_spi_read_w25x_id_0接口直接使用了spi_transfer和spi_message来传送数据。 firefly_spi_read_w25x_id_1接口则使用SPI接口spi_write_then_read来读写数据。

成功后会打印：

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

打开SPI demo

Face-RK3399 spi默认没有打开，如果需要的使用的花在rk3399-firefly-face.dtsi打开：

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

常用SPI接口

下面是常用的 SPI API 定义：

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）;

详细使用说明请参考源码：kernel/drivers/spi/spidev.c。

FAQs

Q1： SPI数据传送异常

A1： 确保 SPI 4个引脚的 IOMUX 配置正确， 确认 TX 送数据时，TX 引脚有正常的波形，CLK 频率正确，CS 信号有拉低，mode 与设备匹配。