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隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，許多設(shè)備都需要進(jìn)行硬件通訊。對(duì)于這種需求，SPI是一個(gè)非常實(shí)用的技術(shù)。那么，什么是SPI,它有什么優(yōu)點(diǎn)呢？在Linux中，又是如何支持這一技術(shù)的？本文將對(duì)此進(jìn)行介紹。
一、SPI技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)
SPI，全稱為Serial Peripheral Interface，中文譯名為串行外固定器接口。它利用多路信號(hào)線實(shí)現(xiàn)了多設(shè)備之間的通訊，是一種比較常見(jiàn)的面向外設(shè)的通訊協(xié)議。SPI應(yīng)用范圍廣泛，常用于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）、微控制器、內(nèi)存芯片、ADC/DAC、顯示屏、無(wú)線收發(fā)器等多種硬件連接場(chǎng)景。而它的主要優(yōu)點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：
1.直接是全雙工的，不需要轉(zhuǎn)換器可完成全雙工數(shù)據(jù)傳輸；
2.使用技術(shù)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也更容易；
3.通訊速度比I2C和UART更快，傳輸效率更高；
4.可支持主從模式，可與多個(gè)從設(shè)備通信；
5.支持高速傳輸，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)65Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率。
二、Linux中的SPI支持
Linux內(nèi)核自大約2023年以來(lái)一直支持SPI。內(nèi)核提供了一種SPI子系統(tǒng)，并提供了一組設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、API和工具以實(shí)現(xiàn)Linux中的SPI通訊。SPI驅(qū)動(dòng)程序提供了SPI接口的通用實(shí)現(xiàn)，支持SPI控制器的多種設(shè)備，以及一組SPI設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，提供SPI設(shè)備寄存器、控制寄存器、獨(dú)立SPI器件、SPI模塊等模塊以及SPI通信協(xié)議等內(nèi)容。
在Linux中使用SPI，具體步驟如下：
1.設(shè)備樹：設(shè)備樹是定義和連接系統(tǒng)中不同部件的硬件抽象描述符。在嵌入式系統(tǒng)中，它用于描述處理器和外圍設(shè)備之間的關(guān)系。對(duì)于SPI，設(shè)備樹中必須描述SPI控制器、SPI設(shè)備和相關(guān)節(jié)點(diǎn)。設(shè)備樹描述文件必須符合Device Tree Specification。
2.驅(qū)動(dòng)程序：在Linux中，spi_master驅(qū)動(dòng)程序可驅(qū)動(dòng)SPI控制器?？梢允褂肧PI控制器來(lái)啟動(dòng)和停止SPI總線的工作，并在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)實(shí)現(xiàn)SPI通訊。SPI設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是在SPI控制器下的設(shè)備節(jié)點(diǎn)上找到的，并附加到在設(shè)備樹中定義的SPI設(shè)備上。
3.用戶空間應(yīng)用程序：SPI在用戶空間應(yīng)用程序中廣泛使用，并且在Linux技術(shù)上的應(yīng)用也相當(dāng)多。提供了一組可調(diào)用的SPI API。
三、SPI應(yīng)用場(chǎng)景
由于其高效、實(shí)用、靈活和方便的特點(diǎn)，SPI被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域。
1.智能家居：SPI主要用于一些傳感器和執(zhí)行器的通信，比如紅外遙控器、照明系統(tǒng)上的智能燈泡等。
2.工業(yè)控制：SPI也被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，可用于工業(yè)自動(dòng)化，如PID控制器等。
3.車載系統(tǒng)：隨著智能汽車的不斷發(fā)展，SPI也被廣泛應(yīng)用于車載系統(tǒng)，比如安全氣囊、發(fā)動(dòng)機(jī)管理等。
小結(jié)：
在Linux中，使用SPI可以設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、API和工具，使其可以高效地運(yùn)行通訊協(xié)議。而應(yīng)用領(lǐng)域方面，SPI被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的設(shè)備通訊，具有著非常大的潛力和前景。因此，Linux強(qiáng)力支持下的SPI通訊技術(shù)將成為開源世界的新助力。
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linux驅(qū)動(dòng)調(diào)用spi標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)spi_sync發(fā)送速率慢的問(wèn)題
spi_sync() /*會(huì)調(diào)用下面的wait_for_completion*/
wait_for_completion() /*這里會(huì)耗費(fèi)凳慶很多時(shí)間*/
我也碰到一樣的問(wèn)題，暫時(shí)沒(méi)解決。如果你的數(shù)據(jù)量不大的話可以spi_sync() 一次枝坦傳棗搭握入32bit或更多數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)量太大就沒(méi)辦法徹底解決了。如果你解決了也幫忙共享一下方法
/*這是一個(gè)簡(jiǎn)單的用戶程序與驅(qū)動(dòng)交互的例程*/
void main(void)
{
int testdev;
int i;
char buf;
/* 這里是用的open系統(tǒng)調(diào)用，是linux內(nèi)核接口函數(shù)，不是庫(kù)亮余燃函數(shù)，返回fd，詳細(xì)請(qǐng)google ,這個(gè)open最終會(huì)調(diào)用驅(qū)動(dòng)中的open函數(shù)(代碼流程是這樣的open()->sys_open()->filp_open()->dentry_open()->驅(qū)動(dòng)open)*/
testdev = open (“/dev/test”,O_RDWR);
if(testdev == -1)
{
printf(“Cann’t open file…../n”);
exit(0);
}
printf(“buf = 0x%x/n”,buf);
/* 下面的read write 和ioctl是用戶程序和內(nèi)核驅(qū)動(dòng)的最直接的交互方式 */
read(testdev,buf,10);
write(testdev,buf,1);
led_ctl.port=’G’;
led_ctl.bit=5;
led_ctl.value=0; 敬虛 毀搜
ioctl(testdev,GPIO_IO_SET_GPG,&led_ctl);
printf(“%s”,buf);
pause();
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