為了能夠讓更多工程師朋友了解多核異構(gòu)處理器，飛凌嵌入式特別推出了【玩轉(zhuǎn)多核異構(gòu)】專題，幫助大家解決在多核異構(gòu)處理器的開發(fā)過程中遇到的問題。專題持續(xù)更新中，歡迎您的訂閱關(guān)注。

SPI（串行外圍設(shè)備接口）是一種低成本、易使用的接口協(xié)議，具備全雙工、高速、通訊簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于微控制器和外圍設(shè)備芯片之間的通訊。當(dāng)SPI接口作為主模式時(shí)可以連接Flash存儲(chǔ)器、AD采樣芯片、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC、LCD顯示屏、音頻芯片以及各種傳感器。

隨著產(chǎn)品功能的愈加豐富，多處理器使用SPI接口進(jìn)行通訊的場(chǎng)景開始出現(xiàn)，而多個(gè)SPI設(shè)備之間通信必須由主設(shè)備(Master)來控制從設(shè)備(Slave)。小編手上的OKMX8MP-C開發(fā)板基于NXPi.MX8MPlus多核異構(gòu)處理器設(shè)計(jì)，它的M核有1路SPI，因而為實(shí)現(xiàn)SPI的相互通訊，我們就需要兩塊OKMX8MP-C開發(fā)板的SPI互作主從設(shè)備進(jìn)行通信。本文小編就將從應(yīng)用角度為大家講解M核SPI間通訊的實(shí)現(xiàn)方式。

一、SPI主模式

1. SPI初始化

SPI初始化主要包括總線時(shí)鐘、管腳和相應(yīng)寄存器的初始化。具體如下：

（1）SPI總線時(shí)鐘：現(xiàn)將SPI總線倍頻到800MHz，再10分頻到80MHz。

CLOCK_SetRootMux(kCLOCK_RootEcspi2,kCLOCK_EcspiRootmuxSysPll1);//SPI2總線時(shí)鐘使用PLL1-800MHz

（2）管腳配置：選擇SPI2的四個(gè)管腳。

IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_ECSPI2_MISO_ECSPI2_MISO, 0U); // SPI2-MISO IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_ECSPI2_MOSI_ECSPI2_MOSI, 0U); // SPI2-MOSI IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_ECSPI2_SCLK_ECSPI2_SCLK, 0U); // SPI2-SCLK IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_ECSPI2_SS0_ECSPI2_SS0, 0U); // SPI2-SSO

（3）SPI速率：設(shè)置速率為500K。

#define TRANSFER_BAUDRATE 500000U // 速率 500K

（4）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度選擇：8bit。

config->burstLength=8;//數(shù)據(jù)長(zhǎng)度8bit

（5）四種模式選擇：CPOL和CPHA的四種組合即為SPI的四種模式。

config->clockInactiveState = kECSPI_ClockInactiveStateLow; // 時(shí)鐘SCL: 活動(dòng)時(shí)低電平，空閑時(shí)高電平 config->dataLineInactiveState = kECSPI_DataLineInactiveStateLow;// 數(shù)據(jù)MOSI&MISO: 活動(dòng)時(shí)低電平，空閑時(shí)高電平 config->chipSlectActiveState = kECSPI_ChipSelectActiveStateLow;// 片選SS: 低電平選中，高電平無效 config->polarity = kECSPI_PolarityActiveHigh; // 時(shí)鐘信號(hào)極性，即CPOL為0的話 SCLK高電平有效(空閑的時(shí)候?yàn)榈碗娖?，為1的話SCLK低電平有效(空閑的時(shí)候?yàn)楦唠娖?。 config->phase = kECSPI_ClockPhaseFirstEdge; // 時(shí)鐘相位，即CPHA為0的話串行時(shí)鐘的第一個(gè)跳變沿(上升沿或下降沿)采集數(shù)據(jù)，為1的話串行時(shí)鐘的第二個(gè)跳變沿(上升沿或下降沿)采集數(shù)據(jù)。

（6）主模式選擇：設(shè)置SPI為主模式。

config->channelConfig.channelMode = kECSPI_Master; // 主模式

（7）通道選擇：一個(gè)SPI有四個(gè)硬件片選信號(hào)，每個(gè)片選信號(hào)是一個(gè)硬件通道，本程序選擇通道0。

config->channel = kECSPI_Channel0; // 通道0

（8）關(guān)閉自回環(huán)：如果開啟了自回環(huán)，那么SPI數(shù)據(jù)會(huì)在芯片內(nèi)回環(huán)，不會(huì)到外部管腳，在程序調(diào)試時(shí)可以排除外部端子的干擾，但真實(shí)應(yīng)用時(shí)，需要關(guān)閉自回環(huán)，從外部管腳收發(fā)數(shù)據(jù)。

Config->enableLoopBack = false; // 不回環(huán)，使用外部管腳

2. SPI收發(fā)流程

我們分別將兩塊OKMX8MP-C開發(fā)板命名為開發(fā)板1和開發(fā)板2，并且將開發(fā)板1的SPI接口采用主模式，使能收發(fā)中斷；將開發(fā)板2的SPI接口采用從模式，使能收發(fā)中斷。

SPI主發(fā)送64字節(jié)數(shù)據(jù)，SPI從接收后，將數(shù)據(jù)回傳。SPI主接收回傳信息后，比對(duì)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)是否一致，輸出比對(duì)結(jié)果。如一致，本次傳輸結(jié)束，等待輸入任何按鍵啟動(dòng)下一次傳輸。

（1）SPI發(fā)送數(shù)據(jù)：EXAMPLE_ECSPI_MASTER_BASEADDR 表示為SPI2，g_m_handle為SPI實(shí)例，包含了發(fā)送接收中斷及其回調(diào)函數(shù)，masterXfer為要發(fā)送的64字節(jié)數(shù)據(jù)。

ECSPI_MasterTransferNonBlocking(EXAMPLE_ECSPI_MASTER_BASEADDR, &g_m_handle, &masterXfer); //主模式中斷方式發(fā)送數(shù)據(jù)

（2）SPI接收數(shù)據(jù)：SPI總線的發(fā)送和接收都是主模式控制的，因此接收函數(shù)的過程和發(fā)送是一致的。

（3）接收和發(fā)送數(shù)據(jù)對(duì)比：

for (i = 0U; i < TRANSFER_SIZE; i++) { if (masterTxData[i] != masterRxData[i]) { errorCount++; } }

二、SPI從模式

1. SPI初始化

SPI從模式初始化與主模式要保持一致，除了將工作模式設(shè)為從模式，其他設(shè)置均一樣。主從模式選擇：設(shè)置SPI為從模式。

config->channelConfig.channelMode = kECSPI_Slave; //從模式

2. SPI收發(fā)流程

開發(fā)板2的SPI接口采用從模式，使能收發(fā)中斷。

SPI從進(jìn)入等待接收狀態(tài)，在片選有效后，通過接收中斷獲取數(shù)據(jù)，并回傳信息，再次進(jìn)入接收狀態(tài)。

（1）SPI接收數(shù)據(jù)：EXAMPLE_ECSPI_SLAVE_BASEADDR表示為SPI2，g_m_handle為SPI實(shí)例，包含了發(fā)送接收中斷及其回調(diào)函數(shù)，slaveXfer存儲(chǔ)接收的數(shù)據(jù)。

ECSPI_SlaveTransferNonBlocking(EXAMPLE_ECSPI_SLAVE_BASEADDR, &g_s_handle, &slaveXfer); //從模式中斷方式接收數(shù)據(jù)

（2）SPI發(fā)送數(shù)據(jù)：SPI總線的發(fā)送和接收都是主模式控制的，因此接收函數(shù)的過程和發(fā)送是一致的。

三、A核修改

A核設(shè)備樹中若保留SPI2，內(nèi)核解析設(shè)備樹，在/dev下生成設(shè)備文件spidev1.0。這樣待M核運(yùn)行后，A核將重新對(duì)SPI2初始化，造成M核SPI功能異常，因此需要去除A核對(duì)SPI的控制。

1.修改設(shè)備樹

（1）在設(shè)備樹OK8MP-C.dts中，刪除SPI2設(shè)備節(jié)點(diǎn)相關(guān)信息。

&ecspi2 { #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; fsl,spi-num-chipselects = <1>; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi2 &pinctrl_ecspi2_cs>; cs-gpios = <&gpio5 13 GPIO_ACTIVE_LOW>; status = "okay"; spidev1: spi@0 { reg = <0>; compatible = "rohm,dh2228fv"; spi-max-frequency = <500000>; }; }; pinctrl_ecspi2: ecspi2grp { fsl,pins = < MX8MP_IOMUXC_ECSPI2_SCLK__ECSPI2_SCLK 0x82 MX8MP_IOMUXC_ECSPI2_MOSI__ECSPI2_MOSI 0x82 MX8MP_IOMUXC_ECSPI2_MISO__ECSPI2_MISO 0x82 >; }; pinctrl_ecspi2_cs: ecspi2cs { fsl,pins = < MX8MP_IOMUXC_ECSPI2_SS0__GPIO5_IO13 0x40000 >; };

（2）編譯生成新的內(nèi)核鏡像Image及設(shè)備樹OK8MP-C.dtb。

（3）將生成的OK8MP-C.dtb和Image拷貝至開發(fā)板/run/media/mmcblk2p1/目錄下，輸入sync命令，重啟開發(fā)板。

（4）輸ls /dev查看發(fā)現(xiàn)沒有SPI2設(shè)備文件spidev1.0。

四、程序驗(yàn)證

1.硬件連接

使用杜邦線將兩塊OKMX8MP-C開發(fā)板的SPI一一對(duì)應(yīng)連接，線序如下：

2. M核程序

修改uboot環(huán)境變量設(shè)置M核自啟動(dòng)，同時(shí)將M核程序forlinx_m7_tcm_firmware.bin

放到/run/media/mmcblk2p1/目錄下。注意，SPI主模式程序須放入開發(fā)板1，SPI從模式程序須放入開發(fā)板2。

3. 實(shí)際測(cè)試

（1）開發(fā)板2先上電，M核程序啟動(dòng)，完成SPI初始化后，進(jìn)入接收等待狀態(tài)；

（2）開發(fā)板1后上電，M核程序啟動(dòng)，完成SPI初始化后，主動(dòng)發(fā)送64字節(jié)數(shù)據(jù)；

（3）開發(fā)板2的SPI接收數(shù)據(jù)，通過串口打印接收的數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)再次發(fā)送；

（4）開發(fā)板1的SPI接收到回傳信息，通過串口打印接收的數(shù)據(jù)。和發(fā)送數(shù)據(jù)比對(duì)，輸出結(jié)果。

（5）此時(shí)在開發(fā)板1調(diào)試串口輸入任意鍵，即可開啟新一輪的SPI發(fā)送和接收流程。