SPI通讯

SPI（Serial Peripheral Interface），即串行外围设备接口，是一种同步的，全双工的，多设备的，多主机的通信协议，用于连接外围设备，如ADC、DAC、数据存储器、定时器、接受器等。RK3588 SPI支持特性如下：

• 默认采用摩托罗拉 SPI 协议
• 支持 8 位和 16 位
• 软件可编程时钟频率和传输速率高达 50MHz
• 支持 SPI 4 种传输模式配置
• 每个 SPI 控制器支持一个到两个片选
• 框架支持 slave 和 master 两种模式

# 代码路径
drivers/spi/spi.c        		# spi驱动框架
drivers/spi/spi-rockchip.c    	# rk spi各接口实现
drivers/spi/spidev.c       		# 创建spi设备节点，用户态使用。
drivers/spi/spi-rockchip-test.c # spi测试驱动，需要自己手动添加到Makefile编译
Documentation/spi/spidev_test.c # 用户态spi测试工具

由于开发板默认未启用SPI，本章节仅对用户模式的SPI进行配置介绍，其他可参考SDK文档SDK/docs/common/SPI/Rockchip_Developer_Guide_Linux_SPI_CN.pdf

SPI资源

User mode SPI device 指的是用户空间直接操作 SPI 接口，这样方便众多的 SPI 外设驱动跑在用户空间，不需要改到内核，方便驱动移植开发。以SPI0_xxx_M2为例，修改dts文件，请注意接口复用状态，避免冲突

	Net name	NUM	NUM	Net name
SPI4_MISO_M2	GPIO1_A0_3V3	1	2	GPIO4_D5_3V3
SPI4_MOSI_M2	GPIO1_A1_3V3	3	4	GPIO4_D4_3V3
SPI4_CLK_M2	GPIO1_A2_3V3	5	6	GPIO4_D3_3V3
SPI4_CS0_M2	GPIO1_A3_3V3	7	8	GPIO4_D2_3V3
SPI0_CS0_M2	GPIO1_B4_3V3	9	10	GPIO1_C6_1V8
	GND	11	12	GND
SPI0_CLK_M2	GPIO1_B3_3V3	13	14	SARADC_VIN2	1V8 SARADC in
SPI0_MOSI_M2	GPIO1_B2_3V3	15	16	VCC3V3_SYS
SPI0_MISO_M2	GPIO1_B1_3V3	17	18	VCC12V_DCIN
	VCC5V0_SYS	19	20	VCC12V_DCIN

DTS修改与编译

# 修改rk3588-toybrick-x0.dtsi文件
&spi0{
        status = "okay";
        pinctrl-0 = <&spi0m2_cs0 &spi0m2_pins>;
        max-freq = <50000000>;
        spidev1: spidev@0{
                compatible = "rockchip,spidev";
                status = "okay";
                reg = <0x0>;
                spi-max-frequency = <50000000>;
        };
};

重新编译kernel（./edge build -k）并更新烧录boot_linux.img至开发板，通过命令 ls /dev/spi*查看spi设备

</left>

SPI应用测试程序

编写应用程序进行测试，并保存为spi_test.c，采用gcc编译后运行./spi_test

spi_test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/spi/spidev.h>

#define SPI_DEV_PATH "/dev/spidev0.0"

int fd;
static unsigned mode = SPI_MODE_0;
static uint8_t bits = 8;
static uint32_t speed = 1000000; // 设置SPI速度为1MHz
static uint16_t delay;

void transfer(int fd, uint8_t const *tx, uint8_t *rx, size_t len)
{
    int ret;
    struct spi_ioc_transfer tr = {
        .tx_buf = (unsigned long)tx,
        .rx_buf = (unsigned long)rx,
        .len = len,
        .delay_usecs = delay,
        .speed_hz = speed,
        .bits_per_word = bits,
        .cs_change = 0, // 设置为1以在每次传输前切换片选，这里不切换片选
    };

    ret = ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr);

    if (ret < 1) {
        perror("SPI transfer failed");
        printf("Error code: %d\n", ret);
    } else {
        printf("Transfer successful\n");
    }
}

void spi_init(void)
{
    int ret;
    // 打开 SPI 设备
    fd = open(SPI_DEV_PATH, O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("Can't open SPI device");
        exit(1);
    }

    // 设置 SPI 工作模式
    ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode);
    if (ret == -1) {
        perror("Can't set SPI mode");
        exit(1);
    }

    // 设置位数
    ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits);
    if (ret == -1) {
        perror("Can't set bits per word");
        exit(1);
    }

    // 设置SPI速度
    ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &speed);
    if (ret == -1) {
        perror("Can't set max speed");
        exit(1);
    }

    // 打印设置
    printf("SPI mode: 0x%x\n", mode);
    printf("Bits per word: %d\n", bits);
    printf("Max speed: %d Hz\n", speed);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2) {
        printf("Usage: %s <string_to_send>\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    char *tx_buffer = argv[1]; // 获取要发送的字符串作为命令行参数

    // 初始化SPI接口
    spi_init();

    // 设置要接收数据的缓冲区
    unsigned char rx_buffer[strlen(tx_buffer) + 1];
    memset(rx_buffer, 0, sizeof(rx_buffer)); // 初始化接收缓冲区

    // 打印发送和接收的数据长度
    size_t len = strlen(tx_buffer);
    printf("Data length: %zu\n", len);

    // 执行SPI数据传输
    transfer(fd, tx_buffer, rx_buffer, len);

    // 打印发送和接收的数据
    printf("Sent: %s\n", tx_buffer);
    printf("Received: %s\n", rx_buffer);

    // 检查发送和接收的数据是否一致
    if (memcmp(tx_buffer, rx_buffer, len) == 0) {
        printf("Data matches\n");
    } else {
        printf("Data mismatch\n");
    }

    // 关闭SPI设备
    close(fd);

    return 0;
}

测试执行结果

注意

短接MOSI和MISO线路可以自发自收数据，在未短接时报告错误Data mismatch