linux内核中的SPI

0、说明

        介绍spi基本协议，以及在linux内核中spi驱动程序框架。

        SPI驱动基于标准了总线设备驱动模型，因此本文仅示意分析SPI框架，驱动实现细节按照总线设备驱动模型来实现，不做过多分析。

1、SPI基础

硬件连接

        在一些flash中经常使用SPI协议，如下，SPI一般有四个线：

• 片选CS
• 时钟SCK
• 主输出从输入:SIMO
• 主输入从输出:SOMI

        根据引脚推断，有片选引脚，所以说一条SPI总线上可以挂多个设备，哪个CS被选中，则哪个设备活跃。同时有数据输入和输出引脚，因此是全双工。

 

四种模式

        根据SCK没数据时候的状态，以及上升下降沿采样，可以分为四种模式，SPI0-3。使用SPI进行通信的时候，需要根据具体的从设备手册，确定是支持哪些模式。

 2、内核中的spi驱动

架构

        内核中SPI遵循总线设备驱动模型。因此驱动包含几个部分，总线的注册，控制器的注册及设备创建，驱动的注册。即总线设备驱动模型。

        通过config增加SPI支持后，SPI总线被注册进内核，spi_init调用bus_register。

        每个CPU有自己的SPI控制器，在设备树中描述，同时在设备树SPI控制器节点下存在该控制器下连接的设备。由控制器驱动直接创建出spi_device，spi_new_device。

        那么最后只差一个spi_driver。spidev.c是一个通用的驱动，调用spi_register_driver注册驱动。

        围绕以下结构体:

        spi_bus_type（总线）、spi_master(控制器)、spi_device（设备）、spi_driver（驱动）

在总线设备驱动模型框架下，追踪以上结构体分配、设置过程就是SPI的框架实现。

设备树控制器描述

                                                                 
ecspi1: ecspi@02008000 {                                         
    #address-cells = <1>;                                        
    #size-cells = <0>;                                           
    compatible = "fsl,imx6ul-ecspi", "fsl,imx51-ecspi";          
    reg = <0x02008000 0x4000>;                                   
    interrupts = <GIC_SPI 31 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;               
    clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ECSPI1>,                          
         <&clks IMX6UL_CLK_ECSPI1>;                              
    clock-names = "ipg", "per";                                  
    dmas = <&sdma 3 7 1>, <&sdma 4 7 2>;                         
    dma-names = "rx", "tx";                                      
    status = "disabled";                                         
}; 
 
&ecspi1 {
    fsl,spi-num-chipselects = <1>;
    cs-gpios = <&gpio4 26 0>;
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi1_1 &pinctrl_ecspi1_cs_1>;
    status = "okay";
 
    flash: n25q032@0 {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        compatible = "st,n25q032";
        spi-max-frequency = <20000000>;
        reg = <0>;
    };
};

总线驱动

 控制器驱动

设备驱动