“SPI overview”的版本间的差异

2020年11月8日 (日) 15:06的最新版本

本文提供有关 Linux^® SPI框架和STM32 SPI驱动程序安装的基本信息。它说明了如何使用SPI，更具体地说：

如何在 Linux^® BSP上激活SPI接口
如何从内核空间访问SPI
如何从用户空间访问SPI。

Framework purpose

Linux内核为SPI^[1]协议支持提供了特定的框架。 SPI（串行外围接口）是主要用于嵌入式系统中的短距离通信的同步串行通信接口。
该接口由摩托罗拉创建，现在已经变成了行业标准。由于它不是由 I²C之类的联盟定义的，因此存在不同的信号名称和信号极性模式。
SPI器件使用具有单个主机的主从结构，以全双工，半双工或单工（rx / tx）模式进行通信。 Linux内核SPI框架为SPI主站（Linux内核在总线上启动SPI消息传递）提供了完整的支持，最近又为SPI从站（Linux内核对总线主站的请求做出了响应）提供了完整的支持。

有关Linux内核SPI框架的简介，请参见^[2] 。

System overview

用户可以在微处理器设备周围添加许多SPI外部设备，以创建定制板。可以通过SPI从用户空间或内核空间访问每个外部设备。

Component description

Board external SPI devices

从设备“ X”是物理设备（通过SPI总线连接到STM32微处理器），相对于STM32而言，它们是从设备。
STM32是SPI总线主设备。
芯片选择信号允许独立选择每个从设备。

STM32 SPI internal peripheral controller

STM32 SPI控制器可处理连接到同一总线的所有外部SPI设备。
STM32微处理器设备通常嵌入 SPI internal peripheral 的多个实例，以管理多个SPI总线。
有关STM32 SPI内部外设的更多信息，请参考 SPI_internal_peripheral#SPI_main_features

spi-stm32

STM32 SPI控制器驱动程序为spi内核提供了一个ST SPI内部外围抽象层。
它定义了SPI内核库使用的所有SPI传输方法。
STM32 SPI控制器驱动程序仅支持SPI主模式。

spi-core

spi-core 是“交流的大脑”: 它实例化并管理所有总线和外围设备。

顾名思义，这就是SPI引擎。它还负责解析适配器和设备的设备树条目。它实现了标准的SPI模式： 0, 1, 2 and 3.

Slave device drivers

该层表示与物理外围设备关联的所有驱动程序。

spidev

"spidev" 是用户和外围设备之间的接口。这是一个内核驱动程序，它使用此dev接口API提供对用户空间应用程序的统一SPI总线访问。有关示例，请参见API Description 。

Application

借助 spidev界面，该应用程序可以控制所有外围设备。

API description

User space application

The user space application 使用内核驱动程序（spidev）通过devfs进行SPI传输。
让我们以通过芯片选择C连接到总线B的SPI设备为例。“spidev” 驱动程序提供以下接口：

/dev/spidevB.C: 由“udev”创建的字符特殊设备，用户空间应用程序使用它来控制数据并将其传输到SPI设备。

支持的系统调用： open(), close(), read(), write(), ioctl(), llseek(), release().

Supported ioctls commands
Constant	Description
SPI_IOC_RD_MODE, SPI_IOC_WR_MODE	Gets/sets SPI transfer mode
SPI_IOC_RD_LSB_FIRST, SPI_IOC_WR_LSB_FIRST	Gets/sets bit justification used to transfer SPI words.
SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD	Gets/sets the number of bits in each SPI transfer word.
SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ	Gets/sets the maximum SPI transfer speed in Hz.

上表仅显示了主要命令。框架中定义了其他命令 (see dev-interface API^[3] for a complete list).

Kernel space peripheral driver

内核空间外围设备驱动程序与SPI设备通信，并使用以下 SPI核心API ： ^[4]

Configuration

Kernel configuration

通过Linux Menuconfig工具在内核配置中启用SPI支持（SPI框架和STM32 SPI驱动程序）：Menuconfig or how to configure kernel.

[x] Device Drivers
    [x] SPI support
        *** SPI Master Controller Drivers *** 
        [x] STMicroelectronics STM32 SPI controller
        *** SPI Protocol Masters *** 
        [x] User mode SPI device driver support

这可以在内核中手动完成：

CONFIG_SPI=y
CONFIG_SPI_MASTER=y
CONFIG_SPI_STM32=y
CONFIG_SPI_SPIDEV=y

驱动程序（控制器和外围设备）可以编译为内核模块（由‘m’ 内核配置文件选择）或直接编译到内核（aka内置）（由 ‘y’ 内核配置文件选择）中。

如果从设备参与引导过程，则支持该设备所需的驱动程序将被视为至关重要，并且必须内置在内核中

Device tree configuration

请参考 SPI device tree configuration.

How to use the framework

Linux内核文档中提供了有关如何编写SPI从驱动程序以控制SPI设备的详细信息。^[5].

更多示例即将推出

How to trace and debug the framework

How to trace

Activating SPI framework debug messages

要从SPI框架获取详细消息，请通过menuconfig激活Linux内核中的“对SPI驱动程序的调试支持”Menuconfig or how to configure kernel.

[x] Device Drivers
    [x] SPI support
        [x] Debug support for SPI drivers

这是在内核.config文件中手动完成的：

CONFIG_SPI=y
CONFIG_SPI_DEBUG=y
CONFIG_SPI_MASTER=y
...

SPI驱动程序的调试支持（CONFIG_SPI_DEBUG）使用DEBUG标志编译位于Linux内核驱动程序/ spi文件夹中的所有SPI文件。

提醒：需要通过控制台使用引导参数或“ dmesg -n 8”命令将“ loglevel”增加到8

Dynamic trace

有关详细的动态跟踪信息，请参阅 How to use the kernel dynamic debug

 Board $> echo  "file spi* +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

该命令在运行时启用与SPI内核和驱动程序相关的所有跟踪。
通过只选择要跟踪的文件，可以进行更精细的选择。

提醒：需要通过控制台使用引导参数或“ dmesg -n 8”命令将“ loglevel”增加到8

How to debug

Detecting SPI configuration

sysfs

实例化外围设备时，spi-core和内核会通过sysfs导出多个文件：

/sys/class/spi_master/spix 显示所有实例化的SPI总线， 'x' 是SPI总线编号。

'x'可能与SPI内部外设索引不匹配，因为它取决于器件的探测顺序。

/sys/bus/spi/devices 列出了所有实例化的外围设备。例如，名为 spi0.0 的存储库对应于连接到SPI总线0和芯片选择0的外设。下面是代表“TPM”设备的示例：
/sys/bus/spi/drivers 列出所有实例化的驱动程序。tpm_tis_spi/ 存储库是TPM 2.0的驱动程序。 spidev/存储库是SPI用户模式的通用驱动程序。

/sys/bus/spi/devices/spi0.0/
            /
            /drivers/tpm_tis_spi/spi0.0/
            /drivers/spidev/...

/sys/class/spi_master/spi0/spi0.0
                     /spi1/
                     /spi2/

devfs

如果将“spidev”驱动程序编译到内核中，则存储库/ dev将包含所有SPI设备条目。它们被编号为spix.y其中：

“ x”是SPI总线号
“ y”是总线上的芯片选择索引。

与允许完全访问I²C总线的i2c-dev不同，“ spidev”可直接访问由设备树节点中定义的芯片选择信号标识的SPI设备。

下面的示例显示了SPI总线4（芯片选择2）上的用户模式SPI设备。

/dev/spi4.2

有关更多信息，请参考spidev文档 ^[3].

Source code location

The SPI framework is available under drivers/spi| |}} drivers/spi
The STM32 SPI driver is available under drivers/spi/spi-stm32.c| |}} drivers/spi/spi-stm32.c
The user API for the SPI bus is available under include/linux/spi/spi.h| |}} include/linux/spi/spi.h and SPI dev is include/uapi/linux/spi/spidev.h| |}} include/uapi/linux/spi/spidev.h .

References

↑ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Serial_Peripheral_Interface
↑ https://bootlin.com/doc/training/linux-kernel/
↑ ^3.0^3.1 Documentation/spi/spidev| |}} Documentation/spi/spidev dev-interface API
↑ https://www.kernel.org/doc/html/latest/driver-api/spi.html
↑ Documentation/spi/spi-summary| |}} Documentation/spi/spi-summary Linux kernel SPI framework summary

[More_about_SPI-1] ttps://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Serial_Peripheral_Interface

[SPI_introduction-2] ttps://bootlin.com/doc/training/linux-kernel/

[dev-interface_API-3] 3.0^3.1 Documentation/spi/spidev| |}} Documentation/spi/spidev dev-interface API

[SPI_core_API-4] ttps://www.kernel.org/doc/html/latest/driver-api/spi.html

[Linux_kernel_SPI_framework_summary-5] Documentation/spi/spi-summary| |}} Documentation/spi/spi-summary Linux kernel SPI framework summary

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

@@ 第125行： / 第125行： @@
 ====Dynamic trace====
-A detailed dynamic trace is available in [[How to use the kernel dynamic debug]]<br/>
+有关详细的动态跟踪信息，请参阅 [[How to use the kernel dynamic debug]]<br/>
    {{Board$}} echo  "file spi* +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
-This command enables all the traces related to the SPI core and drivers at runtime.<br/>
+该命令在运行时启用与SPI内核和驱动程序相关的所有跟踪。<br/>
-A finer selection can be made by choosing only the files to trace.<br/>
+通过只选择要跟踪的文件，可以进行更精细的选择。<br/>
-{{Info|Reminder: ''loglevel'' needs to be increased to 8 by using either boot arguments or the ''dmesg -n 8'' command through the console}}
+{{Info|提醒：需要通过控制台使用引导参数或“ dmesg -n 8”命令将“ loglevel”增加到8}}
 ===How to debug===
 ====Detecting SPI configuration====
 =====sysfs=====
-When a peripheral is instantiated, the spi-core and the kernel export several files through the sysfs :<br />
+实例化外围设备时，spi-core和内核会通过sysfs导出多个文件：<br />
-* '''/sys/class/spi_master/spix''' shows all the instantiated SPI buses, ''''x'''' being the SPI bus number.
+* '''/sys/class/spi_master/spix''' 显示所有实例化的SPI总线， ''''x'''' 是SPI总线编号。
-{{Warning|'x' may not match the SPI internal peripheral index as it depends on device probing order.}}
+{{Warning|'x'可能与SPI内部外设索引不匹配，因为它取决于器件的探测顺序。}}
-* '''/sys/bus/spi/devices''' lists all the instantiated peripherals. For example, the repository named '''spi0.0''' corresponds to the peripheral connected to SPI bus 0 and chip select 0. Below an example representing the "TPM" device:<br />
+* '''/sys/bus/spi/devices''' 列出了所有实例化的外围设备。例如，名为 '''spi0.0''' 的存储库对应于连接到SPI总线0和芯片选择0的外设。 下面是代表“TPM”设备的示例：<br />
-* '''/sys/bus/spi/drivers''' lists all the instantiated drivers. The '''tpm_tis_spi/''' repository is the driver of TPM 2.0. The '''spidev/''' repository is the generic driver of SPI user mode.<br/>
+* '''/sys/bus/spi/drivers''' 列出所有实例化的驱动程序。'''tpm_tis_spi/''' 存储库是TPM 2.0的驱动程序。 '''spidev/'''存储库是SPI用户模式的通用驱动程序。<br/>
 <pre>
@@ 第155行： / 第155行： @@
 ====devfs====
-If the ''spidev'' driver is compiled into the kernel, the repository '''/dev''' contains all SPI device entries. They are numbered spi'''x.y''' where:
+如果将“spidev”驱动程序编译到内核中，则存储库'''/ dev'''将包含所有SPI设备条目。它们被编号为spi'''x.y'''其中：
-* 'x' is the SPI bus number
+* “ x”是SPI总线号
-* 'y' is the chip select index on the bus.
+* “ y”是总线上的芯片选择索引。
-Unlike i2c-dev which allows full access to the I<sup>2</sup>C bus, the ''spidev'' offers direct access to the SPI device identified by its chip select signal defined in the device tree node.<br/>
+与允许完全访问I<sup>2</sup>C总线的i2c-dev不同，“ spidev”可直接访问由设备树节点中定义的芯片选择信号标识的SPI设备。<br/>
-Below example shows user mode SPI device on SPI bus 4, chipselect 2.<br/>
+下面的示例显示了SPI总线4（芯片选择2）上的用户模式SPI设备。<br/>
 <pre>
 /dev/spi4.2
 </pre>
-For more information, please refer to the spidev documentation <ref name="dev-interface API">{{CodeSource | Linux kernel | Documentation/spi/spidev}} dev-interface API</ref>.
+有关更多信息，请参考spidev文档 <ref name="dev-interface API">{{CodeSource | Linux kernel | Documentation/spi/spidev}} dev-interface API</ref>.
 ==Source code location==
@@ 第175行： / 第175行： @@
 ==References==
 <references />
-<noinclude>
-[[Category:SPI]]
-{{PublicationRequestId | 10615 | 2019-02-04 | AnneJ}}
-{{ArticleBasedOnModel | Framework overview article model}}
-</noinclude>

匿名

搜索

“SPI overview”的版本间的差异

名字空间

更多

页面选项

2020年11月8日 (日) 15:06的最新版本

目录

Framework purpose

System overview

Component description

Board external SPI devices

STM32 SPI internal peripheral controller

spi-stm32

spi-core

Slave device drivers

spidev

Application

API description

User space application

Kernel space peripheral driver

Configuration

Kernel configuration

Device tree configuration

How to use the framework

How to trace and debug the framework

How to trace

Activating SPI framework debug messages

Dynamic trace

How to debug

Detecting SPI configuration

sysfs

devfs

Source code location

References

导航

导航

所有产品

Wiki工具

Wiki工具

匿名

搜索

“SPI overview”的版本间的差异

2020年11月8日 (日) 15:06的最新版本

目录

Framework purpose

System overview

Component description

Board external SPI devices

STM32 SPI internal peripheral controller

spi-stm32

spi-core

Slave device drivers

spidev

Application

API description

User space application

Kernel space peripheral driver

Configuration

Kernel configuration

Device tree configuration

How to use the framework

How to trace and debug the framework

How to trace

Activating SPI framework debug messages

Dynamic trace

How to debug

Detecting SPI configuration

sysfs

devfs

Source code location

References

导航

Wiki工具

页面工具

分类