SPI（Serial Peripheral Interface）通信總線以其高速、全雙工、同步的特性而被廣泛應用，它只需要四根線就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，有效地節(jié)約了芯片管腳的數(shù)量，同時為PCB布局帶來了空間上的優(yōu)化和便捷。正因為它簡單易用的特點，現(xiàn)在越來越多的芯片選擇集成SPI通信協(xié)議。

作為TI Sitara?產(chǎn)品線新一代MPU產(chǎn)品，TI AM62x處理器特別配備了多達4路的SPI接口以及1路OSPI接口（有時也稱為QSPI），豐富的SPI接口配置使得該處理器能夠同時與多個設備進行通信連接，大大提高了系統(tǒng)的擴展性和靈活性。

在飛凌嵌入式推出的搭載了AM62x處理器的OK6254-C開發(fā)板上，NOR Flash存儲器正是通過連接到處理器的OSPI總線上進行工作的。這樣的設計充分利用了SPI通信協(xié)議的高速傳輸和全雙工特性，保證了開發(fā)板在數(shù)據(jù)處理和存儲方面的效率。本文就通過OK6254-C開發(fā)板為大家介紹一下AM62x的SPI。

1、SPI的工作流程和時序

我們首先需要了解一下SPI是如何工作的——通常SPI通過4個引腳與外部器件相連：

(1) MISO：主設備輸入/從設備輸出引腳

該引腳在從模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，在主模式下接收數(shù)據(jù)；

(2) MOSI：主設備輸出/從設備輸入引腳

該引腳在主模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，在從模式下接收數(shù)據(jù)；

(3) CLK：串口時鐘

作為主設備的輸出，從設備的輸入；

(4) NSS：從設備選擇

這是一個可選的引腳，用來選擇從設備。

SPI的工作流程是這樣的：

(1) 主機先將NSS信號拉低，這樣保證開始接收數(shù)據(jù)；

(2) 當接收端檢測到時鐘的邊沿信號時，將立即讀取數(shù)據(jù)線上的信號，這樣就得到了一位數(shù)據(jù)；

(3) 由于時鐘是隨數(shù)據(jù)一起發(fā)送的，因此指定數(shù)據(jù)的傳輸速度并不重要，盡管設備將具有可以運行的最高速度；

(4) 主機發(fā)送到從機時，主機產(chǎn)生相應的時鐘信號，然后數(shù)據(jù)一位一位地將從MOSI信號線上進行發(fā)送到從機；

(5) 主機接收從機數(shù)據(jù)時，如果從機需要將數(shù)據(jù)發(fā)送回主機，則主機將繼續(xù)生成預定數(shù)量的時鐘信號，并且從機會將數(shù)據(jù)通過MISO信號線發(fā)送。

SPI工作時序圖如下：

2、AM62x處理器中SPI總線的特點

在AM62x這款芯片中，TI將SPI的MISO與MOSI設計為d0和d1，具體哪一個作為輸入，哪一個作為輸出，是由設備樹中的 ti,pindir-d0-out-d1-in= <1>來設置的。

默認屬性值為0，即d0是輸入，d1是輸出；

當屬性值為1時，d0為輸出，d1為輸入。

3、AM62x的SPI應用

（1）menuconfig配置：

將該項選中，SPI驅動將編譯進內核中。

makemenuconfi

DeviceDrivers ->

SPIsupport ->

Usermode SPI device driver support

（注：在飛凌嵌入式OK6254-C開發(fā)板中，SPI驅動編譯已進去。）

（2）設備樹配置：

1) 選擇需要使用的spi，這里我們用spi0，節(jié)點為&main_spi0；

2) 將該節(jié)點所用的引腳復用為相應的功能。

spi0_pins_default: spi0-pins-default { pinctrl-single,pins = < AM62X_IOPAD(0x1B4, PIN_OUTPUT, 0) /* (A13) SPI0_CS0 */ AM62X_IOPAD(0x1B8, PIN_OUTPUT, 0) /* (C13) SPI0_CS1 */ AM62X_IOPAD(0x1C0, PIN_INPUT, 0) /* (B13) SPI0_D0 */ AM62X_IOPAD(0x1BC, PIN_OUTPUT, 0) /* (A14) SPI0_CLK */ AM62X_IOPAD(0x1C4, PIN_INPUT, 0) /* (B14) SPI0_D1 */ >; };

3) 描述節(jié)點的屬性，具體配置項的功能見注釋。

&main_spi0 { status = "okay"; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&spi0_pins_default>; /* 描述引腳復用節(jié)點 */ ti,spi-num-cs = <2>; /* 描述片選的數(shù)量 */ ti,pindir-d0-out-d1-in = <1>; /* 描述輸入輸出分別是哪個 */ /* 描述子節(jié)點spidev0設備 */ spidev@0 { spi-max-frequency = <24000000>; /* 描述spidev0設備的最大頻率 */ reg = <0>; /* 描述spidev0設備所用的片選，這里是第0個 */ spi-cs-high; /* 描述spidev0設備高有效 */ compatible = "rohm,dh2228fv"; /* 描述spidev0設備所用驅動 */ }; /* 描述子節(jié)點spidev1設備 */ spidev@1 { spi-max-frequency = <24000000>; reg = <1>; compatible = "rohm,dh2228fv"; }; }；

（3）編譯燒錄：

在源碼路徑下輸入以下命令：

. build.sh

sudo ./build.sh kernel

沒有報錯即為編譯成功。

將源碼路徑下的image中的OK6254-C.dtb文件放到開發(fā)板的/boot目錄中，重啟開發(fā)板即可。

（4）SPI測試：

將spi0_D0和spi0_D1短接

重啟開發(fā)板后，在/dev目錄下看到多出兩個spidev設備。

使用我們的測試程序

fltest_spidev_test -D /dev/spidev3.0 -s 42000

有如下打印信息即為成功：

spimode: 0

bitsper word: 8

maxspeed: 42000 Hz (42 KHz)

FFFF FF FF FF FF

4000 00 00 00 95

FFFF FF FF FF FF

FFFF FF FF FF FF

FFFF FF FF FF FF

DEAD BE EF BA AD

F00D

4、總結

TI AM62x處理器有著豐富的SPI資源，而SPI又可以作為許多設備的總線，這使得AM62x能夠接入許多SPI接口的設備，因此在那些對SPI有著比較多需求的應用場景下，TI AM62x無疑是一個非常好的主控選擇。