05 SPI通信

1 SPI介绍

SPI(serial peripheral interface）的基本概念参考博客：CSDN博客文章

相比于I2C通信，SPI通信讲究的就是简单粗暴，需要什么信号就加上一根线，连片信号都有专门的信号线负责，带来的好处也非常明显。由于信号是直接驱动而不是类似与I2C这种上拉信号线输出高电平来防止烧毁器件的，所以通信速率相比于I2C可以做的很高。本文档板子使用的RK3568在主机模式下最大理论速率可以达到50MHz，从机模式下达到33MHz。

2 SPI板卡接口

板子引出的SPI引脚为SPI3。

3 SPI使用---命令行方法

3-1 设备树解析

提示

下文的文件路径：out/kernel/src_tmp/linux-5.10/arch/arm64/boot/dts/rockchip/需要先编译码源。

同上一小节，我们先在 rk3568.dtsi 文件中，SPI3控制器的基础定义如下：

spi3: spi@fe640000 {
    compatible = "rockchip,rk3066-spi";
    reg = <0x0 0xfe640000 0x0 0x1000>;
    interrupts = <GIC_SPI 106 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;
    clocks = <&cru CLK_SPI3>, <&cru PCLK_SPI3>;
    clock-names = "spiclk", "apb_pclk";
    dmas = <&dmac0 26>, <&dmac0 27>;
    dma-names = "tx", "rx";
    pinctrl-names = "default", "high_speed";
    pinctrl-0 = <&spi3m0_cs0 &spi3m0_cs1 &spi3m0_pins>;
    pinctrl-1 = <&spi3m0_cs0 &spi3m0_cs1 &spi3m0_pins_hs>;
    status = "disabled";
};

关键属性解析：

compatible : 指定SPI控制器兼容性为"rockchip,rk3066-spi"
reg : SPI3控制器寄存器基地址为0xfe640000，大小为4KB
interrupts : 中断号为106，高电平触发
clocks : 配置SPI时钟和APB时钟
dmas : DMA通道配置，支持发送和接收
pinctrl-0 : 默认引脚复用配置（使用m0模式）
status : 默认状态为"disabled"（禁用）

再查看pinctrl子系统中，查看SPI3的引脚复用配置，在 rk3568-pinctrl.dtsi 文件中：

SPI3 M1模式引脚配置（SDK代码中使用的模式）：

spi3m1_pins: spi3m1-pins {
    rockchip,pins =
        /* spi3_clkm1 */
        <4 RK_PC2 2 &pcfg_pull_none>,
        /* spi3_misom1 */
        <4 RK_PC5 2 &pcfg_pull_none>,
        /* spi3_mosim1 */
        <4 RK_PC3 2 &pcfg_pull_none>;
};

spi3m1_cs0: spi3m1-cs0 {
    rockchip,pins =
        /* spi3_cs0m1 */
        <4 RK_PC6 2 &pcfg_pull_none>;
};

spi3m1_pins_hs: spi3m1-pins {
    rockchip,pins =
        /* spi3_clkm1 */
        <4 RK_PC2 2 &pcfg_pull_up_drv_level_1>,
        /* spi3_misom1 */
        <4 RK_PC5 2 &pcfg_pull_up_drv_level_1>,
        /* spi3_mosim1 */
        <4 RK_PC3 2 &pcfg_pull_up_drv_level_1>;
};

引脚分配：

CLK（时钟线） : GPIO4_PC2，功能复用模式2
MISO（主入从出） : GPIO4_PC5，功能复用模式2
MOSI（主出从入） : GPIO4_PC3，功能复用模式2
CS0（片选0） : GPIO4_PC6，功能复用模式2

最后查看一下板级文件中对SPI3的具体配置情况：

&spi3 {
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&spi3m1_cs0  &spi3m1_pins>;
    pinctrl-1 = <&spi3m1_cs0  &spi3m1_pins_hs>;
    spidev:spidev@0 {
        compatible = "rockchip,spidev";
        reg = <0>;
        spi-max-frequency = <10000000>;
        status = "okay";
    };
};

对以上设备树进行一个简单的介绍：

引脚复用配置

pinctrl-0 : 默认速度模式的引脚配置（使用m1模式）
pinctrl-1 : 高速模式的引脚配置（增强驱动能力）

spidev设备配置

compatible = "rockchip,spidev" : 使用Rockchip的通用SPI设备驱动
reg = <0> : 设备地址为0（对应CS0片选）
spi-max-frequency = <10000000> : 最大SPI时钟频率为10MHz

3-2 应用层操作SPI的方法

提供的SDK中，已经在rk3568平台写好了一个SPI测试程序 spi_selftest，主机发送"hello the world !"，短接MOSI和MISO，输入端接收数据查看是否正常。帮助开发者验证 SPI 控制器的驱动是否正常工作、硬件连接是否正确，只需要输入目标spi设备即可执行下列指令即可运行：

spi_selftest /dev/spidevxx

3-3 具体功能演示

现在通过上述指令对板子挂载的SPI3进行测试：

首先短接板子上的MOSI和MISO接口：

在终端输入：spi_selftest /dev/spidev3.0 测试数据收发是否正常：

成功接收到发送的字节：

将短接跳线帽拔掉，再输入 spi_selftest /dev/spidev3.0 指令进行测试：

此时接收值为乱码，符合预期。