SPI 硬件+Linux驱动详解

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内容提要

SPI是一种高速、全双工、同步通信总线,由Motorola公司提出。SPI以主从方式工作,通常由一个主设备和一个或多个从设备组成。SPI接口的特点在于高速、全双工和同步通信。SPI有四种工作模式,通过时钟极性和时钟相位的搭配来得到四种工作模式。SPI传输机制是通过主设备和从设备之间的移位寄存器进行数据交换。SPI控制器驱动层负责最底层的数据收发,申请必要的硬件资源,配置SPI控制器的工作模式和参数。SPI设备驱动负责设备的具体功能和通信数据的协议格式。

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关键要点

  • SPI是一种高速、全双工、同步通信总线,由Motorola公司提出。

  • SPI以主从方式工作,通常由一个主设备和一个或多个从设备组成。

  • SPI接口的四根信号线包括CS/SS、SCK、MOSI/SDO和MISO/SDI。

  • SPI有四种工作模式,通过时钟极性和时钟相位的搭配来实现。

  • SPI传输机制通过主设备和从设备之间的移位寄存器进行数据交换。

  • SPI控制器驱动层负责数据收发、硬件资源申请和SPI控制器配置。

  • SPI设备驱动负责设备的具体功能和通信数据的协议格式。

  • DMA和FIFO的使用在不同平台上有所不同,传输32bytes以下使用FIFO,以上使用DMA。

  • I2C与SPI的对比显示SPI在速度和全双工通信方面的优势。

  • SPI协议包括Standard SPI、Dual SPI和Queued SPI三种协议接口。

  • SPI驱动源文件目录包括Linux common spi driver和SPI控制器驱动。

  • SPI控制器驱动负责控制具体的控制器硬件和数据传输请求的队列管理。

  • SPI通用接口层简化了SPI驱动程序的编程工作,降低了协议驱动和控制器驱动的耦合程度。

  • SPI设备驱动通过SPI协议驱动程序完成设备的功能和通信数据的协议格式。

  • SPI数据传输可以有同步和异步两种方式,队列化机制用于处理多个传输请求。

  • SPI控制器驱动层负责申请硬件资源、配置工作模式和处理数据消息队列。

  • SPI设备驱动的实现需要注册spi_driver和实现probe、remove等函数。

  • 理解Linux的总线、设备和驱动框架有助于掌握SPI驱动的开发。

延伸问答

SPI的工作模式有哪些?

SPI有四种工作模式,分别通过时钟极性和时钟相位的搭配实现。

SPI与I2C的主要区别是什么?

SPI是全双工通信,速度更快,而I2C是半双工通信,速度较慢。

SPI的传输机制是怎样的?

SPI通过主设备和从设备之间的移位寄存器进行数据交换,支持同步读写。

如何实现SPI设备驱动?

实现SPI设备驱动需要注册spi_driver并实现probe、remove等函数。

SPI控制器驱动的主要功能是什么?

SPI控制器驱动负责数据收发、申请硬件资源和配置SPI控制器的工作模式。

在SPI中,DMA和FIFO的使用有什么区别?

传输32bytes以下使用FIFO,32bytes以上使用DMA,DMA支持更大的数据传输。

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