使用 beaglebone black 的 spi 模块的问题

Question

我有以下奇怪的问题。 我已经设置了 BBB 来激活 spi1 模块。该模块连接到 F-RAM 芯片 (FM25CL64B)。我已经完成了所有必要的配置。 /dev/spidev1.0 存在，我编写了一个小程序来写入和读取芯片，方法是打开 /dev/spidev1.0 并使用 ioctl 和 SPI_IOC_MESSAGE 宏命令。

使用该程序，我成功地将 32 字节的文本写入 F-RAM 芯片。阅读似乎也成功了……我怎么知道他们都成功了？我使用了一个激活了 SPI 解码器的逻辑分析仪来实际查看所有 4 条 SPI 线路的情况。监控所有 SPI 线路，我可以看到写入和读取操作以正确的时序生成正确的信号，并且所有信号都是同步的。 CS 在事务期间启用芯片，CLK 以 8 位字（如配置）为每个字节提供时钟，数据线显示正确的值，这要归功于 SPI 解码器，它显示每个 8- 正上方的字节值MOSI和MISO线的位信号序列。

问题在于，即使我可以看到在读取操作期间通过 MISO 线路发送了正确的信息，但我提供给 ioctl(iSPIR, SPI_IOC_MESSAGE(2), xfer) 的缓冲区被零填充。

我故意用其他值初始化该缓冲区，因此我可以查看 ioctl 是否甚至写入其中。它确实如此。零。

现在，我可以看到在读取操作期间通过 MISO 线路发送的所有字节，这证明写入操作不仅在分析器中看起来正确，而且实际上在之前的写入操作期间写入了预期的数据。

我在 dts 文件中检查了几次 MISO 行是否配置正确（我可以按需重建和重新安装）。我检查了它是否是正确的引脚，以及它是否配置为输入。一切似乎都已正确配置。

我以 root 身份运行程序以防出现权限问题 - 没有区别。

我还在 GPIO 模式下实现了 spi 通信。 IE。 spi 模块被禁用，所有线路配置为 GPIO。 CE、CLK、MOSI 配置为输出，MISO 配置为输入。这样我就可以在软件中实现整个通信，这样我就可以完全控制线路。这样做，这一次，我能够成功地用来自 F-RAM 芯片的正确数据填充缓冲区。 IE。顺序读取操作从 F-RAM 芯片一直到我的用户空间缓冲区都很好。我能够将数据打印到控制台中。然而，这工作太慢了。此外，当有模块可供使用时，我发现使用 SPI com 的纯软件实现效率低下。

为了编写我的示例程序，我使用了在线提供的 spi_test.c 开源示例。 我还自己构建并运行了 spi_test.c，没有进行任何修改，结果相同。

这是我的程序列表（相关的 sn-ps）：

// SPI config ...

int InitSPIReadMode(const char* pstrDeviceF)
{
        int file;
        __u8  wr_mode = SPI_MODE_0, rd_mode = SPI_MODE_0, lsb = 0, bits = 8;
        __u32 speed = CLOCK_FREQ_HZ; // 500kHz

        if((file = open(pstrDeviceF, O_RDWR)) < 0)
        {
                printf("Failed to open the bus.");
                /* ERROR HANDLING; you can check errno to see what went wrong */
                exit(1);
        }
        if(ioctl(file, SPI_IOC_RD_MODE, &rd_mode) < 0)
        {
                printf("SPI rd_mode\n");
                return -1;
        }
        if(ioctl(file, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST, &lsb) < 0)
        {
                printf("SPI rd_lsb_fist\n");
                return -1;
        }
        if(ioctl(file, SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD, &bits) < 0)
        {
                printf("SPI bits_per_word\n");
                return -1;
        }
        if(ioctl(file, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &speed) < 0)
        {
                printf("SPI max_speed_hz\n");
                return -1;
        }
        printf("%s: spi wr-mode=%d, spi rd-mode=%d, %d bits per word, %s, %d Hz max\n", pstrDeviceF, wr_mode, rd_mode, bits, lsb ? "(lsb first) " : "(msb first)", speed);

        xfer[0].cs_change = 0; /* Keep CS activated */
        xfer[0].delay_usecs = 0; //delay in us
        xfer[0].speed_hz = CLOCK_FREQ_HZ; //speed
        xfer[0].bits_per_word = 8; // bites per word 8

        xfer[1].cs_change = 0; /* Keep CS activated */
        xfer[1].delay_usecs = 0;
        xfer[1].speed_hz = CLOCK_FREQ_HZ;
        xfer[1].bits_per_word = 8;

        return file;
}

在主函数中：（如逻辑分析仪显示此代码正确发送命令、地址并为 32 字节数据提供时钟）

                int iSPIR = InitSPIReadMode("/dev/spidev1.0"); //open("/dev/spidev1.0", O_RDWR | O_SYNC);

                char arrInstruct[3] = { OPCO_READ, 0x00, 0x00 };
                char arrFRamData[512];

                for(int pos = 0; pos < 512; pos++) arrFRamData[pos] = pos;

                xfer[0].tx_buf = (unsigned long)arrInstruct;
                xfer[0].len = 3;

                xfer[1].rx_buf = (unsigned long)arrFRamData;
                xfer[1].len = 32;

                if(ioctl(iSPIR, SPI_IOC_MESSAGE(2), xfer) < 0) printf("ioctl write error %s.\n", strerror(errno));

// hex dumping of the arrFRamData buffer.

xfer 是一个全局变量，定义为：

struct spi_ioc_transfer xfer[2];

提前非常感谢！ :)

Answer 1

我发现我的设置有什么问题。但即使现在整件事情都有效，但我应用的解决方案提出的问题多于答案。

所以我在 beaglebone wiki 上的一篇文章 (https://elinux.org/BeagleBone_Black_Enable_SPIDEV) 中找到了这个解决方案。

我注意到，在设备树覆盖中，他们将 CLK 设置为输入。阅读整篇文章并没有发现为什么 BBB 端的 CLOCK 必须是输入。虽然是主控……文章只说明了如何构建和安装新的DTBO以激活SPI1模块。

所以，即使它对我来说没有任何意义，但我尝试将 DTBO 文件表单输出中的 CLK 行更改为输入以查看会发生什么并没有什么坏处……而且它奏效了！ :O

现在，为什么设置这样工作如此奇怪。 BBB 应该是 SPI 主机，所以它的时钟线应该是一个输出，以便驱动这种同步通信。这意味着 FM25CL64B 芯片必须充当 SPI 从机。我刚刚检查了数据表，是的，芯片侧的 CLK 是一个输入。所以 BBB 上的 CLK 必须是输出。这就是我在 BBB 上配置 CLK 引脚的方式。作为输出。它没有用。

这就是我如此困惑的原因。所以即使 CLK 线的两端都是输入，它也能工作？！查看逻辑分析仪的输出，我可以清楚地看到 CLK 线被正确驱动。但是，如果主机和从机在那条线上都有输入，就不应该有任何东西产生这些脉冲？！没有其他东西连接到那条线......