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SPI 硬件+Linux驱动详解
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原文中文，约13000字，阅读约需31分钟。
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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。
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