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《Linux內(nèi)核中SPI總線驅(qū)動分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、Linux內(nèi)核中SPI總線驅(qū)動分析本文主要有兩個大的模塊：一個是SPI總線驅(qū)動的分析(研究了具體實(shí)現(xiàn)的過程)；另一個是SPI總線驅(qū)動的編寫（不用研究具體的實(shí)現(xiàn)過程）。?1?SPI概述?????SPI是英語SerialPeripheralinterface的縮寫，顧名思義就是串行外圍設(shè)備接口，是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI接口主要應(yīng)用在EEPROM，F(xiàn)LASH，實(shí)時時鐘，AD轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器之間。SPI是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時為PC
2、B的布局上節(jié)省空間，提供方便。?????SPI的通信原理很簡單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個主設(shè)備和一個或多個從設(shè)備，需要4根線，事實(shí)上3根也可以。也是所有基于SPI的設(shè)備共有的，它們是SDI(數(shù)據(jù)輸入)，SDO(數(shù)據(jù)輸出)，SCLK(時鐘)，CS(片選)。?????MOSI(SDO)：主器件數(shù)據(jù)輸出，從器件數(shù)據(jù)輸入。?????MISO(SDI)：主器件數(shù)據(jù)輸入，從器件數(shù)據(jù)輸出。?????SCLK：時鐘信號，由主器件產(chǎn)生。?????CS：從器件使能信號，由主器件控制。?????其中CS是控制芯片是否被選中的，也就是說只有片選信號為預(yù)先規(guī)定的使能信號時（
3、高電位或低電位），對此芯片的操作才有效，這就允許在同一總線上連接多個SPI設(shè)備成為可能。需要注意的是，在具體的應(yīng)用中，當(dāng)一條SPI總線上連接有多個設(shè)備時，SPI本身的CS有可能被其他的GPIO腳代替，即每個設(shè)備的CS腳被連接到處理器端不同的GPIO，通過操作不同的GPIO口來控制具體的需要操作的SPI設(shè)備，減少各個SPI設(shè)備間的干擾。?????SPI是串行通訊協(xié)議，也就是說數(shù)據(jù)是一位一位從MSB或者LSB開始傳輸?shù)?，這就是SCK時鐘線存在的原因，由SCK提供時鐘脈沖，MISO、MOSI則基于此脈沖完成數(shù)據(jù)傳輸。SPI支持4-32bits的串行數(shù)據(jù)傳輸，支持MS
4、B和LSB，每次數(shù)據(jù)傳輸時當(dāng)從設(shè)備的大小端發(fā)生變化時需要重新設(shè)置SPIMaster的大小端。2?LinuxSPI驅(qū)動總體架構(gòu)?????在2.6的linux內(nèi)核中，SPI的驅(qū)動架構(gòu)可以分為如下三個層次：SPI核心層、SPI控制器驅(qū)動層和SPI設(shè)備驅(qū)動層。?????Linux中SPI驅(qū)動代碼位于drivers/spi目錄。2.1?SPI核心層?????SPI核心層是Linux的SPI核心部分，提供了核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義、SPI控制器驅(qū)動和設(shè)備驅(qū)動的注冊、注銷管理等API。其為硬件平臺無關(guān)層，向下屏蔽了物理總線控制器的差異，定義了統(tǒng)一的訪問策略和接口；其向上提供了統(tǒng)一
5、的接口，以便SPI設(shè)備驅(qū)動通過總線控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。?????Linux中，SPI核心層的代碼位于driver/spi/spi.c。由于該層是平臺無關(guān)層，本文將不再敘述，有興趣可以查閱相關(guān)資料。2.2?SPI控制器驅(qū)動層?????SPI控制器驅(qū)動層，每種處理器平臺都有自己的控制器驅(qū)動，屬于平臺移植相關(guān)層。它的職責(zé)是為系統(tǒng)中每條SPI總線實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的讀寫方法。在物理上，每個SPI控制器可以連接若干個SPI從設(shè)備。?????在系統(tǒng)開機(jī)時，SPI控制器驅(qū)動被首先裝載。一個控制器驅(qū)動用于支持一條特定的SPI總線的讀寫。一個控制器驅(qū)動可以用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structspi_m
6、aster來描述。??在include/liunx/spi/spi.h文件中，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structspi_master定義如下：?struct?spi_master?{??????struct?device???dev;????s16?????????bus_num;???u16?????????num_chipselect;????int?????????(*setup)(struct?spi_device?*spi);????int?????????(*transfer)(struct?spi_device?*spi,?struct?spi_messag
7、e?*mesg);????void????(*cleanup)(struct?spi_device?*spi);?};???????bus_num為該控制器對應(yīng)的SPI總線號。?????num_chipselect?控制器支持的片選數(shù)量，即能支持多少個spi設(shè)備????setup函數(shù)是設(shè)置SPI總線的模式，時鐘等的初始化函數(shù)，?針對設(shè)備設(shè)置SPI的工作時鐘及數(shù)據(jù)傳輸模式等。在spi_add_device函數(shù)中調(diào)用。????transfer函數(shù)是實(shí)現(xiàn)SPI總線讀寫方法的函數(shù)。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，可能會睡眠????cleanup注銷時候調(diào)用2.3?SPI設(shè)備驅(qū)動層
8、?????SPI設(shè)備驅(qū)動層為用戶接口層
