एम्बेडेड लिनक्स के लिए दास SPI डिवाइस के लिए SPI बस और ड्राइवर विकास का अवलोकन (भाग एक, अवलोकन)

इस लेख में मैं एसपीआई बस का संक्षिप्त विवरण देना चाहता हूं (विभिन्न उपकरणों को जोड़ने के लिए उपयोग की जाने वाली एम्बेडेड तकनीक में व्यापक रूप से प्रयुक्त इंटरफ़ेस) और लिनक्स के लिए एक एसपीआई डिवाइस के प्रोटोकॉल स्तर के लिए ड्राइवर बनाने की प्रक्रिया का वर्णन करने का प्रयास करें। यह दस्तावेज़ एक संपूर्ण मार्गदर्शक होने का दावा नहीं करता है, बल्कि इसका उद्देश्य सही दिशा को इंगित करना है। चूंकि लेख एक विषय के आकार में शामिल नहीं था, इसलिए मुझे इसे दो भागों में तोड़ना पड़ा।

0. शुरू करने के बजाय

यह लेख क्या है?
यह लेख विभिन्न स्रोतों से जानकारी का संकलन है, प्रलेखन के कुछ हिस्सों का एक नि: शुल्क अनुवाद, साथ ही साथ मेरी अपनी टिप्पणियों, परिवर्धन और समस्याओं का वर्णन।

यह लेख किसके लिए है?
सबसे पहले, शुरुआती लोगों के लिए, जो मैं हूं। एम्बेडेड लिनक्स मंचों पर आप अक्सर सवाल पा सकते हैं: "इस बोर्ड पर एसपीआई के साथ कैसे काम करें?"। यह उसके लिए है कि मैं जवाब देने की कोशिश करूंगा। एक उदाहरण के रूप में, मैं अपने परीक्षण SPI डिवाइस के साथ काम करने के लिए लिखित कोड दूंगा।

लेख संरचना
इस तथ्य के कारण कि बहुत सी जानकारी थी, लेख को कई खंडों में विभाजित किया गया है:

1. SPI क्या है?
2. लिनक्स एसपीआई सबसिस्टम अवलोकन
3. Spidev का उपयोग करके यूजरस्पेस प्रोटोकॉल SPI ड्राइवर का विकास करना
4. एक कर्नेल-स्तर प्रोटोकॉल SPI ड्राइवर का विकास
5. प्रलेखन

पहले दो पैराग्राफ को लेख के पहले भाग में शामिल किया जाएगा, दूसरे में शेष।

पहली उपधारा एसपीआई बस के संचालन का वर्णन करती है, लेख का यह हिस्सा विशेष रूप से लिनक्स से बंधा नहीं है, इसलिए इसे उन लोगों द्वारा पढ़ा जा सकता है जो लिनक्स में रुचि नहीं रखते हैं, लेकिन केवल इस इंटरफ़ेस के बारे में जानकारी प्राप्त करने की आवश्यकता है।

दूसरी उपधारा उन संरचनाओं और तंत्रों का वर्णन करती है जो लिनक्स में एसपीआई के साथ काम कर रहे हैं; इसे समझने के लिए पढ़ने की जरूरत है कि तीसरे और चौथे भाग में क्या चर्चा की जाएगी।

यदि आपको मेरे अनुवाद और परिवर्धन में कोई दिलचस्पी नहीं है, तो आप तुरंत पांचवें भाग में आगे बढ़ सकते हैं, जहाँ आप इस मुद्दे पर सभी आवश्यक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

यदि आप किसी संरचना या फ़ंक्शन के नाम से लिंक देखते हैं, तो आप इसे एक नए टैब में खोल सकते हैं, इसलिए आप आधिकारिक लिनक्स कर्नेल प्रलेखन में इस संरचना / फ़ंक्शन के विवरण के लिए सीधे प्राप्त कर सकते हैं।

त्रुटियों
मैं जादूगर नहीं हूं, मैं सिर्फ सीख रहा हूं। यदि आपको कोई त्रुटि या अशुद्धि मिलती है, तो कृपया मुझे बताएं।

1. एसपीआई क्या है?

संक्षिप्त नाम SPI का अर्थ है "सीरियल पेरिफेरल इंटरफ़ेस" या रूसी संस्करण में "सीरियल पेरीफेरल इंटरफ़ेस"। नाम खुद के लिए बोलता है, इस इंटरफ़ेस का उपयोग विभिन्न परिधीय उपकरणों के साथ काम करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, यह विभिन्न डीएसी / एडीसी, पोटेंशियोमीटर, सेंसर, इनपुट / आउटपुट पोर्ट एक्सपैंडर्स (जीपीआईओ), विभिन्न मेमोरी और यहां तक ​​कि अधिक जटिल बाह्य उपकरणों जैसे कि ऑडियो कोडेक्स और ईथरनेट नियंत्रक हो सकते हैं।

तकनीकी दृष्टिकोण से, एसपीआई एक तुल्यकालिक चार-तार बस है। यह दो सिंक्रोनस शिफ्ट रजिस्टरों का एक कनेक्शन है, जो किसी भी एसपीआई डिवाइस का केंद्रीय तत्व है। कनेक्शन मास्टर / दास कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है। केवल मास्टर ही सिंक्रोनाइज़ेशन दाल पैदा कर सकता है। सर्किट में हमेशा केवल एक मास्टर होता है (समान I2C बस के विपरीत, जहां एक से अधिक मास्टर वाला विकल्प संभव है), दासों की संख्या अलग हो सकती है। सामान्य स्थिति में, गुरु का उत्पादन दास के इनपुट से जुड़ा होता है, और इसके विपरीत, दास का उत्पादन गुरु के इनपुट से जुड़ा होता है। SCK आउटपुट में सिंक्रोनाइज़ेशन दालों को लागू करते समय, डेटा को MOSI आउटपुट से मास्टर द्वारा धकेल दिया जाता है, और MISO इनपुट पर दास द्वारा कब्जा कर लिया जाता है। इस प्रकार, यदि आप शिफ्ट रजिस्टर की चौड़ाई के अनुरूप सिंक्रनाइज़ेशन दालों की संख्या जमा करते हैं, तो रजिस्टरों में डेटा स्थानों का आदान-प्रदान करेगा। यह निम्नानुसार है कि SPI हमेशा पूर्ण द्वैध मोड में काम करता है। लेकिन क्या हमें किसी भी पैरामीटर को लिखते समय डिवाइस से प्राप्त डेटा की आवश्यकता है, एक और सवाल है। अक्सर ऐसा होता है कि डिवाइस से प्राप्त डेटा को डेटा लिखते समय उसे कचरा कहा जाता है, जिस स्थिति में उन्हें बस नजरअंदाज कर दिया जाता है, लेकिन हम इसे अपनी इच्छा की परवाह किए बिना प्राप्त करेंगे।

एक SPI नियंत्रक आमतौर पर MCU या eMPU में एक परिधीय इकाई द्वारा कार्यान्वित किया जाता है। अधिकांश चिप्स में, यह मास्टर मोड और स्लेव मोड दोनों में काम कर सकता है। लेकिन फिलहाल, लिनक्स केवल मास्टर मोड का समर्थन करता है।

एसपीआई उपकरणों को सक्षम करने के कई तरीके हैं।


उनमें से सबसे सरल आप ऊपर की तस्वीर में देखते हैं (मुक्त GFDL लाइसेंस के तहत चित्रों के लिए विकिपीडिया के लिए धन्यवाद)। इस मामले में, सभी दास समानांतर में मास्टर से जुड़े होते हैं, दास चयन सिग्नल (~ सीएस) के अपवाद के साथ। प्रत्येक दास को एक अलग दास चयन संकेत की आवश्यकता होती है (चित्र में वे SSx के रूप में निर्दिष्ट हैं)। दास चयन संकेतों के लिए, दोनों SPI कंट्रोलर आउटपुट विशेष रूप से इस उद्देश्य के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और माइक्रोकंट्रोलर के सामान्य उद्देश्य इनपुट / आउटपुट (GPIO) पोर्ट का उपयोग किया जा सकता है।

दो कंडक्टरों का उपयोग डेटा ट्रांसमिशन के लिए किया जाता है, एक घड़ी दालों की आपूर्ति के लिए और एक गुलामों में से प्रत्येक के लिए एक गुलाम का चयन करने के लिए एक संकेत है।
उपयोग किए गए संकेतों का विवरण:

• MOSI - मास्टर आउटपुट, स्लेव इनपुट (मास्टर आउटपुट, स्लेव इनपुट)। यह संकेत मास्टर से दास के लिए सीरियल डेटा ट्रांसमिशन के लिए है। इसे एसडीओ, डीओ आदि भी कहा जा सकता है।
• MISO - मास्टर इनपुट, स्लेव आउटपुट (मास्टर इनपुट, स्लेव आउटपुट)। यह संकेत गुलाम से मास्टर तक सीरियल डेटा ट्रांसमिशन के लिए है। एसडीआई, डीआई, आदि कहा जा सकता है।
• एससीके - सीरियल क्लॉक। डेटा ट्रांसफर के दौरान सिंक्रनाइज़ेशन के लिए उपयोग किया जाता है। इसे SCLK, CLK इत्यादि भी कहा जा सकता है।
• ~ सीएस - चिप चयन (चिप चयन)। इस संकेत के साथ, दास सक्रिय होता है। आमतौर पर इसका उलटा होता है, यानी निम्न स्तर को सक्रिय माना जाता है। कभी-कभी इसे ~ एसएस (दास चयन, रूसी "एक दास की पसंद") कहा जाता है।

स्वतंत्र कनेक्शन का एक विशेष मामला एक एकल दास के साथ विकल्प है। इस स्थिति में, आप ~ CS सिग्नल को जमीन पर खींचना चाह सकते हैं ताकि डिवाइस हमेशा सक्रिय अवस्था में रहे। लेकिन ऐसा करना बहुत हतोत्साहित करता है, क्योंकि दास सीएस सिग्नल का उपयोग आरंभीकरण के लिए या अन्य सेवा उद्देश्यों के लिए कर सकता है।

दासों के स्वतंत्र संबंध के साथ मुख्य असुविधा यह है कि प्रत्येक दास के लिए एक अलग संकेत ~ सीएस की आवश्यकता होती है। विदेशी साहित्य में कैस्केड कनेक्शन योजना, जिसे "डेज़ी-चेन" ("माला" के रूप में अनुवादित किया जा सकता है), इस तरह की कमी से रहित है।


जैसा कि ऊपर की आकृति से देखा जा सकता है, सभी दासों के लिए यहां एक सामान्य दास चयन संकेत का उपयोग किया जाता है। प्रत्येक दास का आउटपुट अगले इनपुट से जुड़ा होता है। अंतिम दास का आउटपुट मास्टर के इनपुट से जुड़ा होता है, इस प्रकार एक बंद सर्किट बनता है। इस कनेक्शन के साथ, हम मान सकते हैं कि श्रृंखला से जुड़े डिवाइस एक बड़ी पारी रजिस्टर बनाते हैं। तदनुसार, डेटा सभी डिवाइसों को "एक बैठक में" लिखा जा सकता है, आवश्यक पैकेज एकत्र करने के बाद, कनेक्शन के भौतिक क्रम के अनुरूप क्रम में प्रत्येक डिवाइस के लिए डेटा का संयोजन। लेकिन एक सूक्ष्म बिंदु है। सबसे पहले, सभी माइक्रो-सर्किट को इस प्रकार के कनेक्शन का समर्थन करना चाहिए; दूसरे, लिनक्स कर्नेल इस प्रकार के कनेक्शन का समर्थन नहीं करता है, इसलिए यदि आप अभी भी इसका उपयोग करना चाहते हैं, तो आपको मौजूदा ड्राइवरों को संशोधित करना होगा, या अपना स्वयं का लिखना होगा।

एसपीआई उपकरणों के लिए चार ऑपरेटिंग मोड हैं। एक नियम के रूप में, यह वह है जो शुरुआती लोगों के बीच सबसे अधिक भ्रम का कारण बनता है। ये चार मोड दो बिट्स का एक संयोजन हैं:

• CPOL (क्लॉक पोलारिटी) - सिंक्रनाइज़ेशन सिग्नल का प्रारंभिक स्तर (ध्रुवता) निर्धारित करता है।
  CPOL = 0 इंगित करता है कि सिंक्रनाइज़ेशन सिग्नल निम्न स्तर पर शुरू होता है, जिससे कि बढ़त बढ़ रही है और गिरने वाला किनारा गिर रहा है।
  CPOL = 1, सिंक्रनाइज़ेशन सिग्नल उच्च स्तर पर शुरू होता है, इसलिए बढ़ती बढ़त गिर रही है और बढ़ती बढ़त बढ़ रही है।
• CPHA (क्लॉक फ़ेज़) - सिंक्रोनाइज़ेशन का चरण, यह निर्धारित करता है कि डेटा के नमूने में घड़ी के किन किन किनारों का संकेत है।
  CPHA = 0 इंगित करता है कि बढ़ती किनारे पर नमूना लेना आवश्यक है, और
  CPHA = 1 इंगित करता है कि डेटा को एक अनुगामी किनारे पर नमूना किया जाना चाहिए।

ये दो बिट्स मोड नंबर बनाते हैं। CPOL सबसे महत्वपूर्ण बिट है और CPHA सबसे कम महत्वपूर्ण है। कभी-कभी डिवाइस के लिए प्रलेखन स्पष्ट रूप से मोड नंबर को इंगित नहीं करता है, लेकिन यह हमेशा समय रेखा चित्र से आसानी से निर्धारित किया जा सकता है। यह समझना भी महत्वपूर्ण है कि डेटा नमूनाकरण और स्थापना हमेशा घड़ी संकेत के विपरीत किनारों पर होती है। उदाहरण के लिए, हमारे डिवाइस को मोड 0 (सबसे आम विकल्प) में काम करने दें, जिस स्थिति में दास डिवाइस घड़ी सिग्नल के बढ़ते किनारे के साथ MOSI इनपुट से डेटा बिट को पढ़ेगा, और मास्टर MISO इनपुट पर दास से डेटा को भी पढ़ेगा । अधिक स्पष्टता के लिए, मैं सभी चार ऑपरेटिंग मोड के लिए ऑसिलगोग्राम दूंगा:

यह आंकड़ा MOSI (नीली रेखा) और SCK (पीली लाइन) संकेतों को दर्शाता है। सभी मामलों में, 0x64 नंबर प्रसारित होता है। लाइट वर्टिकल लाइनें डेटा सैंपलिंग का पल दिखाती हैं। मोड 2 पर विचार करें, जिसके लिए, जैसा कि हम याद करते हैं, CPOL = 1 और CPHA = 0। इस प्रकार, हम देखते हैं कि सिंक्रोनाइज़िंग सिग्नल की शुरुआत में एक उच्च स्तर होता है, और नमूना बढ़ते किनारे (इस मामले में, गिरते हुए) पर बनाया जाता है। चूंकि मेरे आस्टसीलस्कप में केवल दो चैनल हैं, ~ CS और MISO सिग्नल नहीं दिखाए गए हैं। लेकिन इस मामले में वे इतने दिलचस्प नहीं हैं, उदाहरण के लिए, ~ सीएस सिग्नल पूरे डेटा ट्रांसफर के दौरान बस एक "विफलता" है।

2. लिनक्स में एसपीआई सबसिस्टम का अवलोकन

लिनक्स SPI ड्राइवरों को दो भागों में विभाजित किया गया है। पहला SPI कंट्रोलर्स का ड्राइवर है, जो किसी विशेष कंट्रोलर के हार्डवेयर के साथ सीधे काम करता है। ऐसे ड्राइवर निर्धारित करते हैं कि नियंत्रक को कैसे कॉन्फ़िगर किया जाए, सस्पेंड मोड (सस्पेंड) पर स्विच करते समय क्या कार्रवाई की जाए और इसे बाहर (फिर से शुरू करें), संदेश में ट्रांसमिशन कतार से अगला ट्रांसमिशन (spi_transfer) का चयन करना (नीचे केवल कतार के बारे में) और इसे सीधे भेजना। पोर्ट के लिए, यह भी निर्धारित किया जाता है कि CS (cs_activate / cs_deactive फ़ंक्शंस) के माध्यम से किसी विशिष्ट डिवाइस को सक्रिय / निष्क्रिय कैसे किया जाए। इस लेख में मैं इस प्रकार के ड्राइवर का वर्णन नहीं करूंगा। एक नियम के रूप में, वे उन MCU / eMPU के लिए पहले से ही लागू हैं, जिन पर लिनक्स पोर्ट मौजूद है, और आपको केवल तभी इन पर चढ़ने की आवश्यकता है, जब आपको किसी विशिष्ट फ़ंक्शन की आवश्यकता हो, जैसे कि चिप सेलेक्ट डिकोडिंग, बाहरी के माध्यम से वांछित दास डिवाइस को सक्रिय करने में सक्षम होना। तर्क। यह कभी-कभी उपयोगी होता है, उदाहरण के लिए, GPIO की कमी के मामले में।

दूसरा भाग प्रोटोकॉल ड्राइवर है जो विभिन्न दासों के साथ काम करता है जो एसपीआई बस से जुड़े होते हैं। इन ड्राइवरों को "प्रोटोकॉल" कहा जाता है, क्योंकि वे केवल दासों से विभिन्न डेटा भेजते हैं और प्राप्त करते हैं, जबकि किसी भी उपकरण के साथ सीधे काम नहीं करते हैं। यह इस प्रकार का ड्राइवर है जिसमें हम सबसे अधिक रुचि रखते हैं, क्योंकि यह आपको सिस्टम के हित के दास के लिए समर्थन जोड़ने की अनुमति देता है, और हम इस पर विचार करेंगे।

अधिकांश प्रोटोकॉल ड्राइवर कर्नेल मॉड्यूल हैं। उदाहरण के लिए, यदि उपकरण SPI के माध्यम से जुड़ा एक ऑडियो कोडेक है, तो ड्राइवर ALSA द्वारा उपलब्ध कराए गए कार्यों का भी उपयोग करेगा, और प्रोग्राम (उदाहरण के लिए, मैडप्ले) इसके साथ काम करने में सक्षम होंगे प्रतीक डिवाइस / देव / ऑडियो के माध्यम से, यह कैसे हार्डवेयर कॉन्फ़िगर किया गया है, इसके बारे में थोड़ा सा भी विचार किए बिना। और कौन सी बस जुड़ी हुई है।

कर्नेल एक सामान्य-उद्देश्य प्रोटोकॉल ड्राइवर भी प्रदान करता है जिसे स्पिडव कहा जाता है, एक चरित्र डिवाइस के रूप में एक इंटरफ़ेस के साथ। यह आपको मानक रीड () और राइट () सिस्टम कॉल, ऑपरेटिंग मोड सेट करने और ioctl () कॉल के माध्यम से पूर्ण-द्वैध डेटा विनिमय करने के लिए स्लेव एसपीआई डिवाइस में आधे-डुप्लेक्स कॉल करने की अनुमति देता है।

इस प्रकार, SPI उपकरणों के लिए प्रोटोकॉल ड्राइवरों को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

• यूजर स्पेस में काम करने वाले और किसी भी भाषा में साधारण प्रोग्राम का प्रतिनिधित्व करने वाले यूजरस्पेस ड्राइवर, संबंधित कैरेक्टर डिवाइस को रीड / राइट करके SPI डिवाइस के साथ काम करते हैं।
• ड्राइवर जो कर्नेल स्थान में काम करते हैं और डिवाइस फ़ाइलों के माध्यम से / dev निर्देशिका में उपयोक्ता के लिए एक अंतरफलक प्रदान करते हैं, या sysfs में डिवाइस निर्देशिका में विशेषताओं का उपयोग करते हैं।

लिनक्स SPI उपकरणों के लिए सभी कॉल करता है। SPI प्रोटोकॉल ड्राइवर स्पष्ट रूप से या अंतर्निहित संदेश को एक संरचना spi_message संरचना द्वारा प्रस्तुत करते हैं, जो एक बहु-खंड SPP लेनदेन है।

struct spi_message { struct list_head transfers; struct spi_device *spi; unsigned is_dma_mapped:1; void (*complete)(void *context); void *context; unsigned actual_length; int status; struct list_head queue; void *state; }; 

स्थानान्तरण - एक लेन-देन (ट्रांसफर) में संचरित खंडों की एक लिंक की गई सूची;
spi - spi डिवाइस के लिए सूचक जिसमें यह संदेश स्थित है;
is_dma_maped - यदि यह ध्वज सत्य है, तो dma और cpu दोनों वर्चुअल एड्रेस प्रत्येक ट्रांसमिशन बफर के लिए प्रदान किए जाते हैं;
पूरा - कॉलबैक लेनदेन के अंत के बारे में सूचित करने के लिए बुलाया;
संदर्भ - पूर्ण वापस बुलाने का तर्क ();
real_length - सभी सफल स्थानांतरणों में प्रेषित बाइट्स की कुल संख्या;
स्थिति - 0 यदि सफल हो, या त्रुटि के मामले में इरनो के साथ एक नकारात्मक मूल्य;

Spi_message संरचना का उपयोग डेटा ट्रांसफर के परमाणु अनुक्रम को करने के लिए किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक को spi_transfer संरचना द्वारा दर्शाया जाता है। संचरण अनुक्रम "परमाणु" इस अर्थ में है कि एसपीआई बस का उपयोग किसी अन्य spi_message संदेश को प्रसारित करने के लिए नहीं किया जा सकता है जब तक कि पिछले एक को पूरी तरह से नहीं भेजा गया हो। कुछ प्रणालियों पर, ऐसे कई क्रमों को एकल प्रोग्राम किए गए डीएमए ट्रांसमिशन के रूप में किया जा सकता है। सभी प्रणालियों पर, इन संदेशों को कतारबद्ध किया जाता है, और अन्य उपकरणों के साथ लेनदेन के बाद पूरा किया जा सकता है। एक एकल दास के सभी कॉल हमेशा FIFO क्रम में किए जाते हैं।

संरचना spi_transfer संरचना लिंक की गई संदेश सूची में एकल प्रसारण का वर्णन करती है और पढ़ने / लिखने वाले बफ़र्स की एक जोड़ी को परिभाषित करती है।

 struct spi_transfer { const void *tx_buf; void *rx_buf; unsigned len; dma_addr_t tx_dma; dma_addr_t rx_dma; unsigned cs_change:1; u8 bits_per_word; u16 delay_usecs; u32 speed_hz; struct list_head transfer_list; }; 

tx_buf - कर्नेल मेमोरी स्पेस में डेटा बफ़र को पॉइंटर, या NULL;
rx_buf - कर्नेल मेमोरी स्पेस में डेटा बफर के लिए सूचक जिसमें डेटा पढ़ा जाना चाहिए, या NULL;
बाइट में आरएक्स और टीएक्स बफ़र्स का आकार लेन है;
tx_dma - DMA पता tx_buf, अगर spi_message.is_dma_mapped सेट किया जाता है;
rx_dma - DMA पता rx_buf, अगर spi_message.is_dma_mapped सेट किया जाता है;
speed_hz - डिवाइस के लिए डिफ़ॉल्ट मान के अलावा अन्य ट्रांसमिशन की गति सेट करता है। यदि यह मान 0 है, तो spi_device संरचना के max_speed_hz फ़ील्ड में निर्दिष्ट डिफ़ॉल्ट गति का उपयोग किया जाता है ।
बिट्स_पर_शब्द - डिफ़ॉल्ट प्रति से भिन्न प्रति शब्द बिट्स की संख्या निर्धारित करता है। यदि यह मान 0 है, तो spi_device संरचना के बिट्स_पर_शब्द फ़ील्ड में निर्दिष्ट डिफ़ॉल्ट मान का उपयोग किया जाता है ।
देरी_सुचेस - प्रसारण के अंतिम बिट के बाद माइक्रोसेकंड में मध्यांतर और चिपसेले की स्थिति को बदलने से पहले, या कतार में अगले प्रसारण के प्रसारण को शुरू करने से पहले। इस पैरामीटर के साथ बेहद सावधान रहें, आपको यह देखने की जरूरत है कि नियंत्रक चालक के किस हिस्से में देरी लागू की गई है। उदाहरण के लिए, at91 श्रृंखला चिप्स के लिए, इसे एक बाधा हैंडलर में लागू किया गया है, इसलिए इसका उपयोग परिणामों से भरा हुआ है।

Spi_transfer संरचना को आरंभ करते समय, एक बहुत ही महत्वपूर्ण बिंदु है, उन्हें किमी के माध्यम से डीएमए के लिए उपलब्ध मेमोरी क्षेत्र में आवंटित किया जाना चाहिए, कज़लोक और अन्य। यदि मास्टर ड्राइवर dma का उपयोग करता है, तो वैधानिक रूप से घोषित सरणियों का उपयोग करते समय, ड्राइवर स्थानांतरण के समय दुर्घटनाग्रस्त हो जाएगा।

एसपीआई के माध्यम से डेटा संचारित करते समय, दर्ज बिट्स की संख्या हमेशा पढ़ी जाने वाली बिट्स की संख्या के बराबर होती है। प्रोटोकॉल ड्राइवरों को हमेशा tx_buf और / या rx_buf बफ़र्स को पॉइंटर्स प्रदान करना चाहिए। कुछ मामलों में, वे प्रेषित डेटा के लिए डीएमए पते प्रदान कर सकते हैं।

डेटा ट्रांसफर दर और प्रत्येक ट्रांसमिशन के लिए प्रति शब्द बिट्स की संख्या को व्यक्तिगत रूप से ओवरराइड करने की क्षमता विशिष्ट ड्राइवर कार्यान्वयन और नियंत्रक की हार्डवेयर क्षमताओं पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, at91 सीरीज़ चिप्स में SPI कंट्रोलर के लिए, फ़ील्ड speed_hz और bit_per_word को ओवरराइड करने की संभावना प्रदान नहीं की जाती है, इसलिए उन्हें हमेशा 0 पर सेट किया जाना चाहिए, अन्यथा डेटा ट्रांसफर करने का प्रयास करते समय आपको एक त्रुटि मिलेगी।

यदि tx_buf को पॉइंटर NULL पर सेट किया जाता है, तो rx_buf बफ़र पूर्ण होने पर SPI कंट्रोलर शून्य को पॉप आउट करेगा। मामले में जब rx_buf को NULL पर सेट किया जाता है, तो पढ़ा गया डेटा अनदेखा कर दिया जाएगा। धकेल दिया गया बाइट्स की संख्या (और कैप्चर की गई) हमेशा लेन होती है। शब्द के केवल भाग को बाहर निकालने का प्रयास करने के परिणामस्वरूप त्रुटि होगी। (उदाहरण के लिए, जब तीन बाइट्स और 16 बिट्स या 20 बिट्स की एक शब्द लंबाई को पुश करने की कोशिश की जाती है, तो पहले मामले में प्रति शब्द 2 बाइट्स का उपयोग किया जाएगा, दूसरे में - 4 बाइट्स)।

ट्रांसमिशन के लिए डेटा हमेशा एक दिए गए हार्डवेयर प्लेटफ़ॉर्म के लिए विशिष्ट क्रम में संग्रहीत किया जाता है। डेटा भेजते / पढ़ते समय, बाइट ऑर्डर स्वचालित रूप से SPI- विशिष्ट (आमतौर पर बड़े-एंडियन, जब तक SPI_LSB_FIRST पैरामीटर सेट नहीं होता है) से इस CPU के लिए एक हार्डवेयर-विशिष्ट क्रम में परिवर्तित हो जाता है। उदाहरण के लिए, अगर बिट्स_पर_ओर्ड पैरामीटर 16 है, तो बफ़र्स 2N बाइट्स पर कब्जा कर लेंगे, और इसमें 16 बिट्स की लंबाई के साथ एन शब्द होंगे, जो इस सीपीयू के लिए विशिष्ट बाइट क्रम में संग्रहीत हैं।

यदि शब्द का आकार दो की शक्ति नहीं है, तो स्मृति में शब्द के प्रतिनिधित्व में अतिरिक्त बिट्स शामिल हैं। प्रोटोकॉल ड्राइवर के लिए मेमोरी में संग्रहीत शब्द हमेशा सही-उचित होते हैं, इसलिए अतिरिक्त बिट हमेशा उच्च बिट होंगे।
स्पष्टता के लिए, मैं फिर से एक आस्टसीलोग्राम दूंगा:

इस स्थिति में, tx बफ़र में मान 0xf98e होता है, सेट मान bit_per_word प्रति शब्द 12 बिट्स से मेल खाता है। उपकरण SPI_MODE_0 पर चल रहा है। आंकड़े में, नीली रेखा एमओएसआई नियंत्रक के आउटपुट से मेल खाती है, और पीली एससीके से मेल खाती है। यहां यह स्पष्ट रूप से देखा गया है कि भेजने के दौरान केवल 0x098e आया था, उच्च चार बिट्स को छोड़ दिया गया था, क्योंकि उन्हें अतिरिक्त माना जाता है। यदि यह काफी सरल है, तो एक 12-बिट शब्द मेमोरी में दो बाइट्स रखता है, और मेमोरी में शब्द आकार के बीच का अंतर और इसका वास्तविक आकार 2 * 8 - 12 = 4 बिट्स है, जो ट्रांसमिशन के दौरान खारिज कर दिया जाता है।

सभी एसपीआई स्थानान्तरण इसी चिपसेलेक्ट के सक्रियण से शुरू होते हैं। आमतौर पर, संदेश में अंतिम संचरण तक दास सक्रिय रहता है। ड्राइवर spi_transfer संरचना में cs_change ध्वज का उपयोग करके सीएस की स्थिति बदल सकते हैं।

• यदि संदेश में संचरण अंतिम नहीं है, तो संदेश के बीच में चिपसेट को संक्षिप्त रूप से निष्क्रिय करने के लिए cs_change ध्वज का उपयोग किया जाता है। दास कमांड को पूरा करने के लिए इस तरह के एक सीएस स्विच आवश्यक हो सकता है। यह एक spi_message का उपयोग करके एक गुलाम के लिए ट्रांसमिशन समूह को तुरंत निष्पादित करने की अनुमति देता है।
• जब संदेश में ट्रांसमिशन अंतिम होता है, तो गुलाम का चयन तब तक किया जा सकता है जब तक कि अगले संदेश का प्रसारण शुरू न हो जाए। किसी अन्य डिवाइस पर संदेश भेजने की शुरुआत वर्तमान सीएस को निष्क्रिय कर देती है। कुछ उपकरणों को काम करने के लिए, लेनदेन में एक spi_message संदेश कतार शामिल होनी चाहिए, जहां बाद के संदेश की सामग्री पिछले वाले के परिणाम पर निर्भर करती है। इस स्थिति में, एक निष्क्रिय स्थिति में सीएस को डालने से लेनदेन पूरी तरह से समाप्त हो जाता है।

इन स्तरों की स्मृति के प्रबंधन के लिए spi_message (और इसके spi_transfer) के निचले स्तर तक जाने वाला कोड जिम्मेदार है। स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं किए गए संरचनाओं के सभी क्षेत्रों को शून्य से प्रारंभ किया जाना चाहिए। एक संदेश (और इसमें व्यक्तिगत प्रसारण) भेजने के बाद, बाद के संदेशों को अनदेखा करना आवश्यक है जब तक कि इस संदेश को पूरा करने के लिए कॉलबैक काम नहीं किया।

SPI किसी भी स्वचालित उपकरण खोज तंत्र का समर्थन नहीं करता है। इसके अलावा, ज्यादातर मामलों में, एसपीआई उपकरण गर्म प्लगिंग / अनप्लगिंग के लिए प्रदान नहीं करते हैं, इसलिए वे आमतौर पर सीधे बोर्ड को मिलाप करते हैं। इस संबंध में, इन उपकरणों को बोर्ड-विशिष्ट माना जाता है। इस तरह के उपकरणों के लिए पैरामीटर बोर्ड फ़ाइल में दर्शाए गए हैं: मेहराब /... / मच - * / बोर्ड - *। सी।
उदाहरण के लिए, यहां SK-AT91SAM9260 डिबग बोर्ड के लिए tlv320aic23b ऑडियो कोडेक के लिए पैरामीटर सेटिंग्स कैसे दिखती हैं:

 static struct spi_board_info ek_spi_devices[] = { { /* tlv320aic23b CODEC */ .modalias = "tlv320aic23b", .chip_select = 0, .max_speed_hz = 10 * 1000 * 1000, .bus_num = 1, .mode = SPI_MODE_1, .platform_data = &tlv320aic23b_data, }, … } 

जहां मोडलिया डिवाइस को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार कर्नेल चालक का नाम है (हमारे मामले में, "tlv320aic233");
Chip_select - संबंधित चिप चयन की संख्या;
max_speed_hz - हर्ट्ज में अधिकतम आवृत्ति;
मोड - कॉन्स्टेंट SPI_MODE_0 द्वारा परिभाषित SPI मोड ... SPI_MODE_3, बिटवाइज़ के माध्यम से भी "ऑपरेशन" झंडे SPI_CS_HIGH जोड़े जा सकते हैं (चिपसेले पर सक्रिय उच्च स्तर सेट करता है), SPI_NO_CS (सिद्धांत रूप में CS सक्रियण के बिना डेटा स्थानांतरण)। Spi_device संरचना के विवरण में संभावित झंडों की पूरी सूची पाई जा सकती है;
Bus_num - बस नंबर (एक नियम के रूप में, MCU / eMPU पर डेटाशीट में नियंत्रक की SPI संख्या से मेल खाती है)।
Spi_board_info संरचना में निम्नलिखित फ़ील्ड शामिल हैं जो ऊपर दिए गए उदाहरण में आरंभिक नहीं हैं:
const void * platform_data - यह फ़ील्ड किसी विशिष्ट ड्राइवर के लिए डेटा को पॉइंटर स्टोर करने के लिए अभिप्रेत है;
शून्य * कंट्रोलर_डेटा - कुछ नियंत्रकों के लिए, डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन के बारे में जानकारी, उदाहरण के लिए, डीएमए, की आवश्यकता होती है;
int irq - डिवाइस के कनेक्शन पर निर्भर करता है।

Spi_board_info संरचना के सभी फ़ील्ड spi_device संरचना के संगत फ़ील्ड सेट करते हैं।
यदि अन्य एसपीआई उपकरणों के लिए पैरामीटर सेट करना आवश्यक है, तो इसी तरह के तत्व सरणी में जोड़े जाते हैं।
ये संरचनाएँ उन सूचनाओं को संग्रहीत करती हैं जो हमेशा ड्राइवरों द्वारा निर्धारित नहीं की जा सकती हैं। ड्राइवर की जांच () फ़ंक्शन द्वारा निर्धारित की जाने वाली जानकारी (उदाहरण के लिए, प्रति शब्द बिट्स की संख्या) इस संरचना में शामिल नहीं है।

यह ध्यान देने योग्य है कि दास एसपीआई उपकरणों को गर्म-प्लग करने की संभावना अभी भी है। इस स्थिति में, SPI बस नंबर द्वारा spi_master संरचना के लिए एक संकेतक प्राप्त करने के लिए spi_busnum_to_master () फ़ंक्शन का उपयोग करें और फिर बस में उपकरणों पर पुनरावृति करें। लेकिन यह विषय इस लेख के दायरे से परे है।

दूसरा भाग पढ़ें