linux spi相关调试

在Linux系统中，SPI 的用户模式设备接口的驱动源码位于 drivers/spi/spidev.c，在应用层生成 /dev/spidev* 的节点，可以通过 read、 write 达到与硬件设备的 SPI 通信。下面介绍spidev驱动移植和应用程序编写方法。

SPI （serial peripheral interface），以下是 linux 4.4 SPI 驱动支持的一些特性︰

默认采用摩托罗拉 SPI 协议

支持 8 位和 16 位

软件可编程时钟频率和传输速率高达 50MHz

支持 SPI 4 种传输模式配置

每个 SPI 控制器支持一个到两个片选

除以上支持，linux 4.19 新增以下特性：

框架支持 slave 和 master 两种模式

spiclk assigned-clock-rates 和 spi-max-frequency 的配置说明：

spi-max-frequency 是 SPI 的输出时钟，由 SPI 工作时钟 spiclk assigned-clock-rates 内部分频后输出，

由于内部至少 2 分频，所以关系是 spiclk assigned-clock-rates >= 2*spi-max-frequency；

假定需要 50MHz 的 SPI IO 速率，可以考虑配置（记住内部分频为偶数分频）spi_clk assigned-clock

rates = ，spi-max-frequency = ，即工作时钟 100 MHz（PLL 分频到一个不

大于 100MHz 但最接近的值），然后内部二分频最终 IO 接近 50 MHz；

spiclk assigned-clock-rates 不要低于 24M，否则可能有问题；

如果需要配置 spi-cpha 的话， 要求 spiclk assigned-clock-rates =

3M。

设备节点的读写操作例程请参照:

内核 4.4 Documentation/spi/spidev_test.c

内核 4.19 及以后 tools/spi/spidev_test.c

可在内核工程编译后，进入对应路径，输入以下命令直接编译标准 SPI app 程序：

buildroot系统，也有自带spidev_test程序的编译，路径：

buildroot/package/spidev_test/ 修改.mk为5.4最新版本，既可编译时自动下载

1. 应用程序编写

在对驱动代码进行修改之后，需要根据驱动的架构来完成应用程序的编写，在内核源代码 Documentation/spi 目录下有一个spidev_test.c文件，是内核作者提供给Linux开发人员的参考文档，笔者也是参考此文件来编写的应用程序。

    应用程序无非是open、close、read、write、ioctl的使用。open，close没什么好说的，下面具体说下ioctl、read和write的使用。

    spi应用程序编写步骤:

    第一：open

    第二：ioctl ，ioctl有九种cmd，分别对应不同的arg

    a、设置或获取SPI工作模式

        SPI_IOC_RD_MODE //读 模式

        SPI_IOC_WR_MODE //写 模式

    以上两种cmd对用arg是spi_device.mode

    spi_device.mode有以下几种类型：

    #define SPI_MODE_0 (0|0)//SCLK空闲时为低电平，第一个时间延采样

    #define SPI_MODE_1 (0|SPI_CPHA)//SCLK空闲时为高电平，第一个时间延采样

    #define SPI_MODE_2 (SPI_CPOL|0)//SCLK空闲时为低电平，第二个时间延采样

    #define SPI_MODE_3 (SPI_CPOL|SPI_CPHA)//SCLK空闲时为高电平，第二个时间延采样

    #define SPI_CS_HIGH 0x04//片选为高

    #define SPI_LSB_FIRST 0x08//低位数据先传输

    #define SPI_3WIRE 0x10//三线式，输入输出数据线为一条线

    #define SPI_LOOP 0x20//回环模式

    #define SPI_NO_CS 0x40//没有片选信号

    #define SPI_READY 0x80//

    用法：

    mode = mode | SPI_MODE_0 | SPI_CS_HIGH | SPI_LSB_FIRST | SPI_LOOP

    ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode)；

    注意：前面四种是对SCK时钟信号空闲时的电平，和采样时刻的选择，四个只能选择其中一种，后面的五种可以用或的形式选择任意几个，使用方法如上

    b、设置或获取SPI读写是从高位还是低位开始

        SPI_IOC_RD_LSB_FIRST //读 LSB

        SPI_IOC_WR_LSB_FIRST //写 LSB

    以上两种cmd对用arg是spi_device.mode

    用法：同上，但是mode类型只有SPI_LSB_FIRST一种

    c、设置或获取SPI读写数据位数

        SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD //读 每字多少位

        SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD //写 每字多少位

    以上两种cmd对用arg是spi_device.bits_per_word

    用法：

    bits = 8；

    ioctl(fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits);

    d、设置或获取SPI读写的最大频率

        SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ //读 最大速率

        SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ //写 最大速率

    以上两种cmd对用arg是spi_device.max_speed_hz

    用法：

    speed = 501000；    

ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &speed);    

e、传输数据        S

PI_IOC_MESSAGE(n) //传输n个数据包    

以上一种cmd对用arg是spi_ioc_transfer   

 用法：全双工传输数据struct spi_ioc_transfer tr = {.tx_buf = (unsigned long)tx,.rx_buf = (unsigned long)rx,.len = ARRAY_SIZE(tx),.delay_usecs = delay,.speed_hz = speed,.bits_per_word = bits,};ret = ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr);12345678910   

 第三：read或write    

用法：和大多数的设备read函数一样的用法，但是每次读或者写的大小不能大于4096Byte。   

char buf[n];

    read(fd,buf,sizeof(buf));或者write(fd,buf,sizeof(buf));

    第四：close

原文链接：Linux内核自带SPI设备驱动测试程序分析：spidev_test.c_heat.huang的博客-CSDN博客

注意： 我们项目是soc与fpga通信，其中涉及到一些大数据量的传输，所以spi传输速率是有要求的。调试发现改成48M之后，读取概率会出错，抓取波形，发现读取的数据会少一个周期。

参考文档，

我们进行延迟采样2个周期解决，dts修改如下：