linux spi 子系统,Linux SPI 子系统详解

Linux SPI 子系统详解

在嵌入式系统中，SPI（Serial Peripheral Interface，串行外围设备接口）是一种常用的通信协议，它允许主设备与多个从设备之间进行高速数据传输。Linux操作系统为SPI通信提供了强大的支持，本文将详细介绍Linux SPI子系统的架构、工作原理以及应用开发。

Linux SPI子系统主要由以下几个部分组成：

SPI核心：负责抽象SPI设备通用的功能，向上提供统一的接口，如spi_message、spi_transfer等。

SPI协议驱动：负责将SPI设备的数据传输请求转换为具体的协议操作，如SPI、I2C等。

SPI控制器驱动：负责与具体的SPI控制器硬件进行通信，进行bit级的数据传输。

SPI客户端驱动：负责从控制器端接收数据，并按照协议将其解释为有意义的数据格式。

Linux SPI子系统的工作原理如下：

客户端驱动通过spi_message结构体向SPI核心发送数据传输请求。

SPI核心根据请求调用相应的协议驱动，将请求转换为具体的协议操作。

协议驱动将请求发送给控制器驱动，控制器驱动与硬件进行通信，完成数据传输。

控制器驱动将接收到的数据通过SPI核心返回给客户端驱动。

在Linux系统中，SPI设备通常表现为/dev/spidevX.Y形式的设备文件，其中X表示SPI主机控制器的编号，Y表示SPI总线上设备的编号。可以通过以下命令检查SPI设备文件：

ls /dev/spidev

在Linux中，可以通过以下方式配置SPI参数：

设置SPI模式：SPI模式决定了时钟极性和时钟相位，可以通过spi_message结构体中的spi_mode字段进行设置。

设置SPI位宽：SPI位宽决定了数据传输的位数，可以通过spi_message结构体中的spi_bits_per_word字段进行设置。

设置SPI速度：SPI速度决定了数据传输的速度，可以通过spi_message结构体中的spi_speed_hz字段进行设置。

Linux SPI子系统支持多种数据传输模式，包括：

同时读写：同时向从设备发送数据，并从从设备接收数据。

先写后读：先向从设备发送数据，然后从从设备接收数据。

先读后写：先从从设备接收数据，然后向从设备发送数据。

以下是一个简单的SPI示例程序，演示了如何使用Linux SPI子系统进行数据传输：

include <linux/spi/spi.h>

include <linux/uaccess.h>

include <fcntl.h>

include <stdio.h>

include <unistd.h>

int main(int argc, char argv[]) {

int fd;

struct spi_message msg;

struct spi_transfer xfers[2];

unsigned char tx_data[] = {0x12, 0x34};

unsigned char rx_data[2];

// 打开SPI设备

fd = open(