转载：Linux kernel SPI驱动解释
From:?http://www.cnblogs.com/liugf05/archive/2012/12/03/2800457.html
下面有兩個大的模塊：
一個是SPI總線驅動的分析????????? ? (研究了具體實現的過程)
另一個是SPI總線驅動的編寫（不用研究具體的實現過程）
SPI總線驅動分析
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1?SPI概述
????? SPI是英語Serial Peripheral interface的縮寫，顧名思義就是串行外圍設備接口，是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI接口主要應用在 EEPROM，FLASH，實時時鐘，AD轉換器，還有數字信號處理器和數字信號解碼器之間。SPI是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節約了芯片的管腳，同時為PCB的布局上節省空間，提供方便。
????? SPI的通信原理很簡單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個主設備和一個或多個從設備，需要4根線，事實上3根也可以。也是所有基于SPI的設備共有的，它們是SDI(數據輸入)，SDO(數據輸出)，SCLK(時鐘)，CS(片選)。
????? MOSI(SDO)：主器件數據輸出，從器件數據輸入。
????? MISO(SDI)：主器件數據輸入，從器件數據輸出。
????? SCLK ：時鐘信號，由主器件產生。
????? CS：從器件使能信號，由主器件控制。
????? 其中CS是控制芯片是否被選中的，也就是說只有片選信號為預先規定的使能信號時（高電位或低電位），對此芯片的操作才有效，這就允許在同一總線上連接多個SPI設備成為可能。需要注意的是，在具體的應用中，當一條SPI總線上連接有多個設備時，SPI本身的CS有可能被其他的GPIO腳代替，即每個設備的CS腳被連接到處理器端不同的GPIO，通過操作不同的GPIO口來控制具體的需要操作的SPI設備，減少各個SPI設備間的干擾。
????? SPI是串行通訊協議，也就是說數據是一位一位從MSB或者LSB開始傳輸的，這就是SCK時鐘線存在的原因，由SCK提供時鐘脈沖，MISO、MOSI則基于此脈沖完成數據傳輸。 SPI支持4-32bits的串行數據傳輸，支持MSB和LSB，每次數據傳輸時當從設備的大小端發生變化時需要重新設置SPI Master的大小端。
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2?Linux SPI驅動總體架構
????? 在2.6的linux內核中，SPI的驅動架構可以分為如下三個層次：SPI 核心層、SPI控制器驅動層和SPI設備驅動層。
????? Linux 中SPI驅動代碼位于drivers/spi目錄。
2.1?SPI核心層
????? SPI核心層是Linux的SPI核心部分，提供了核心數據結構的定義、SPI控制器驅動和設備驅動的注冊、注銷管理等API。其為硬件平臺無關層，向下屏蔽了物理總線控制器的差異，定義了統一的訪問策略和接口；其向上提供了統一的接口，以便SPI設備驅動通過總線控制器進行數據收發。
????? Linux中，SPI核心層的代碼位于driver/spi/ spi.c。由于該層是平臺無關層，本文將不再敘述，有興趣可以查閱相關資料。
2.2?SPI控制器驅動層
????? SPI控制器驅動層，每種處理器平臺都有自己的控制器驅動，屬于平臺移植相關層。它的職責是為系統中每條SPI總線實現相應的讀寫方法。在物理上，每個SPI控制器可以連接若干個SPI從設備。
????? 在系統開機時，SPI控制器驅動被首先裝載。一個控制器驅動用于支持一條特定的SPI總線的讀寫。一個控制器驅動可以用數據結構struct spi_master來描述。
? ?在include/liunx/spi/spi.h文件中，在數據結構struct spi_master定義如下：
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?????bus_num為該控制器對應的SPI總線號。
????? num_chipselect?控制器支持的片選數量，即能支持多少個spi設備?
? ? ? setup函數是設置SPI總線的模式，時鐘等的初始化函數，?針對設備設置SPI的工作時鐘及數據傳輸模式等。在spi_add_device函數中調用。?
? ? ? transfer函數是實現SPI總線讀寫方法的函數。實現數據的雙向傳輸，可能會睡眠
????cleanup注銷時候調用
2.3?SPI設備驅動層
????? SPI設備驅動層為用戶接口層，其為用戶提供了通過SPI總線訪問具體設備的接口。
????? SPI設備驅動層可以用兩個模塊來描述，struct spi_driver和struct spi_device。
????? 相關的數據結構如下：
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? Driver是為device服務的，spi_driver注冊時會掃描SPI bus上的設備，進行驅動和設備的綁定，probe函數用于驅動和設備匹配時被調用。從上面的結構體注釋中我們可以知道，SPI的通信是通過消息隊列機制，而不是像I2C那樣通過與從設備進行對話的方式。
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????????.modalias?? = "m25p10",
??????? .mode?? =SPI_MODE_0,?? //CPOL=0, CPHA=0 此處選擇具體數據傳輸模式
??????? .max_speed_hz??? = 10000000, //最大的spi時鐘頻率
??????? /* Connected to SPI-0 as 1st Slave */
??????? .bus_num??? = 0,?? //設備連接在spi控制器0上
??????? .chip_select??? = 0, //片選線號，在S5PC100的控制器驅動中沒有使用它作為片選的依據，而是選擇了下文controller_data里的方法。
? ? ? ? .controller_data = &smdk_spi0_csi[0],??
通常來說spi_device對應著SPI總線上某個特定的slave。并且spi_device封裝了一個spi_master結構體。spi_device結構體包含了私有的特定的slave設備特性，包括它最大的頻率，片選那個，輸入輸出模式等等
3?OMAP3630 SPI控制器
????? OMAP3630上SPI是一個主/從的同步串行總線，這邊有4個獨立的SPI模塊(SPI1，SPI2，SPI3，SPI4)，各個模塊之間的區別在于SPI1支持多達4個SPI設備，SPI2和SPI3支持2個SPI設備，而SPI4只支持1個SPI設備。
SPI控制器具有以下特征：
????? 1.可編程的串行時鐘，包括頻率，相位，極性。
????? 2.支持4到32位數據傳輸
????? 3.支持4通道或者單通道的從模式
????? 4.支持主的多通道模式
????????? 4.1全雙工/半雙工
????????? 4.2只發送/只接收/收發都支持模式
????????? 4.3靈活的I/O端口控制
????????? 4.4每個通道都支持DMA讀寫
????? 5.支持多個中斷源的中斷時間
????? 6.支持wake-up的電源管理
????? 7.內置64字節的FIFO
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4 spi_device以下一系列的操作是在platform板文件中完成！
spi_device的板信息用spi_board_info結構體來描述： struct spi_board_info { charmodalias[SPI_NAME_SIZE]; const void*platform_data; void*controller_data; intirq; u32max_speed_hz; u16bus_num; u16chip_select; u8mode; };?
這個結構體記錄了SPI外設使用的主機控制器序號、片選信號、數據比特率、SPI傳輸方式等
構建的操作是以下的兩個步驟：
1.
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static struct spi_board_info s3c_spi_devs[] __initdata = {
{
.modalias = "m25p10a",
.mode = SPI_MODE_0,
.max_speed_hz = 1000000,
.bus_num = 0,
.chip_select = 0,
.controller_data = &smdk_spi0_csi[SMDK_MMCSPI_CS],
},
};
2.
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而這個info在init函數調用的時候會初始化：
spi_register_board_info(s3c_spi_devs,ARRAY_SIZE(s3c_spi_devs));
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spi_register_board_info(s3c_spi_devs,ARRAY_SIZE(s3c_spi_devs));//注冊spi_board_info。這個代碼會把spi_board_info注冊到鏈表board_list上。spi_device封裝了一個spi_master結構體，事實上spi_master的注冊會在spi_register_board_info之后，spi_master注冊的過程中會調用scan_boardinfo掃描board_list，找到掛接在它上面的spi設備，然后創建并注冊spi_device。
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至此spi_device就構建并注冊完成了！！！！！！！！！！！！！
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5 spi_driver的構建與注冊
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driver有幾個重要的結構體：spi_driver、spi_transfer、spi_message
driver有幾個重要的函數? ? ：spi_message_init、spi_message_add_tail、spi_sync
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? ?//spi_driver的構建
static struct spi_driver ? m25p80_driver = {?
.driver = {
??????? .name?? ="m25p80",
??????? .bus??? =&spi_bus_type,
??????? .owner? = THIS_MODULE,
??? },
??? .probe? = m25p_probe,
??? .remove =__devexit_p(m25p_remove),
};
//spidriver的注冊
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spi_register_driver(&m25p80_driver);
在有匹配的spi_device時，會調用m25p_probe
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probe里完成了spi_transfer、spi_message的構建；
spi_message_init、spi_message_add_tail、spi_sync、spi_write_then_read函數的調用
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例如：
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????????spi_message_init(?&msg?); ?
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到目前為止，完成了SPI的驅動和應用
轉載于:https://www.cnblogs.com/super119/archive/2012/12/04/2801159.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的转载：Linux kernel SPI驱动解释的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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