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为 AW V831 配置 spidev 模块，使用 py-spidev 进行用户层的 SPI 通信。

2021-01-28 18:33:09 作者：互联网

本文目前先记录一些关键词，因为我还没来得及整理，但相关的联系很多，我怕忘了就先记下来。

起因
现状
Python 示例
加载 spidev 模块(.ko)
在设备树添加 spi 结点
测试 SPI 功能和最终效果
后记

起因

最近在做 MaixPy3 的开发中适配 Linux V831 的外设驱动接口，从 MCU 的思维去是希望直接在 Python 就可以使用 SPI 的驱动来调试外设。

现状

截止（2021-01-28）提供的 Sipeed MaixII Dock (V831) 镜像基于 linux 4.9 的版本，并在设备树描述中还未提供 spidev 设备结点（/dev/spidev.）。

所以根据原理图补一下 spidev 的定义，然后通过 spidev_test 测试该设备，最后再通过 py-spidev 去访问即可完成本功能。

Python 示例

使用 py-spidev 完成 SPI 接口的 Python 代码。

import spidev
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(bus, device)
to_send = [0x01, 0x02, 0x03]
spi.xfer(to_send)

open(bus, device)

Connects to the specified SPI device, opening /dev/spidev.

从 open 接口可以得知我们需要 linux 为它提供 /dev/spidev. 设备进行 SPI 操作。

这样的好处就是任何 linux 设备过来都只需要提供相应的 SPI 设备即可，具体引脚定义已经被设备树确定了。

所以我们现在要为 V831 添加 spidev 设备的定义。

python中的spidev模块

加载 spidev 模块(.ko)

先在 kernel_menuconfig 中选中 spidev.c 的驱动。
在 arch/arm/configs/xxx_defconfig中添加CONFIG_SPI_SPIDEV=y那么就会编译drivers/spi/spidev.c文件，该文件的内容是注册一个spidev驱动。该驱动是一个字符设备驱动。


make kernel_menuconfig  

Device Drivers --->

SPI support --->

<*> User mode SPI device driver support

模块本身没有什么好说明的，加载上就行，补充一下可以参考的 spidev_test 测试用法。

spidev_test 【msm8953】配置和使用spi i2c + 编译spidev_test
spidev_test 问题分析

在设备树添加 spi 结点

如果没有相应的设备树定义，虽然可以加载 spidev.ko 模块，但你是看不到类似 /dev/spidev1.0 的设备出现的。

那么怎么做呢？

由于每个芯片的设备树都有些许出入，所以要先从原理图下手，确定好引脚资源后，再从官方 bsp 的设备树中提取设备的定义，再给其到绑定相应的驱动模块。

首先 MaixII dock 的给用户使用的 SPI 引脚定义如下图。

所以我们确定这组引脚可以被定义为某一个 spi1 设备（假设的），也就是期望可以出现一个 /dev/spidev1.0 设备，如下图。

先确定 V831 芯片的类型为 sun8iw19p1，所以找到源头 lichee/linux-4.9/arch/arm/boot/dts/sun8iw19p1.dtsi 获取关于芯片的定义，我们可以确保自己的定义不会与官方的有所出入，可以看到我提取了 spi1 的定义。

		spi1: spi@05011000 {
			#address-cells = <1>;
			#size-cells = <0>;
			compatible = "allwinner,sun8i-spi";
			device_type = "spi1";
			reg = <0x0 0x05011000 0x0 0x1000>;
			interrupts = <GIC_SPI 55 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
			clocks = <&clk_pll_periph0>, <&clk_spi1>;
			clock-frequency = <200000000>;
			pinctrl-names = "default", "sleep";
			pinctrl-0 = <&spi1_pins_a &spi1_pins_b>;
			pinctrl-1 = <&spi1_pins_c>;
			spi1_cs_number = <2>;
			spi1_cs_bitmap = <3>;
			status = "disabled";
		};

然后这个定义要被修改到适合当前版型的硬件：


    spi1_pins_a: spi1@0 {
      allwinner,pins = "PH0", "PH1", "PH2";
      allwinner,pname = "spi1_sclk", "spi1_mosi",
            "spi1_miso";
      allwinner,function = "spi1";
      allwinner,muxsel = <4>;
      allwinner,drive = <1>;
      allwinner,pull = <0>;
    };

    spi1_pins_b: spi1@1 {
      allwinner,pins = "PH3";
      allwinner,pname = "spi1_cs0";
      allwinner,function = "spi1";
      allwinner,muxsel = <4>;
      allwinner,drive = <1>;
      allwinner,pull = <1>; // only CS should be pulled up
    };

    spi1_pins_c: spi1@2 {
      allwinner,pins = "PH0", "PH1", "PH2", "PH3";
      allwinner,function = "io_disabled";
      allwinner,muxsel = <7>;
      allwinner,drive = <1>;
      allwinner,pull = <0>;
    };

    spi@05011000 {
      #address-cells = <1>;
      #size-cells = <0>;
      reg = <0x0 0x05011000 0x0 0x1000>;
      interrupts = <GIC_SPI 55 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
      clocks = <&clk_pll_periph0>, <&clk_spi1>;
      clock-frequency = <200000000>;
      pinctrl-names = "default", "sleep";
      pinctrl-0 = <&spi1_pins_a &spi1_pins_b>;
      pinctrl-1 = <&spi1_pins_c>;
      spi1_cs_number = <2>;
      spi1_cs_bitmap = <3>;
      status = "okay";
      spi_board1 {
        device_type = "spi_board1";
        compatible = "spidev";
        spi-max-frequency = <0x5f5e100>;
        reg = <0x0>;
        spi-rx-bus-width = <0x1>;
        spi-tx-bus-width = <0x1>;
      };
    };

注意的地方有 spi1_pins_xxx 的引脚映射，这是与原理图对应的，最后在这个结点添加一个 spi_board1 为 compatible = "spidev"; 这时系统就会自行加载 /dev/spidev1.0 设备了。

其中：

spi_cs_bitmap，由于 SPI 控制器支持多个 CS，这一个参数表示 CS 的掩码；
spi_cs0、spi_sclk、spi_mosi 和 spi_miso 用于配置相应的 GPIO。

至于想要添加多个片选的设备定义我还没测试和整理，这个问题留给之后有需要的时候再来补充。

感兴趣的同学可以参考这几篇，都是全志芯片系列的文档。

测试 SPI 功能和最终效果

现在确保你系统已经有 /dev/spidevX.X 设备，然后准备一下 spidev_test -D /dev/spidevX.X 测试程序。

如果未短接 MOSI MISO 两个引脚就会全为 0xFF （不要在这里跟我说原理图引脚没对好），如果短接了，就按 spidev_test 定义字符串进行数据的回环。


uint8_t default_tx[] = {
	0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
	0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x95,
	0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
	0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
	0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
	0xF0, 0x0D,
};


root@sipeed:/# spidev_test -D /dev/spidev1.0 
spi mode: 0x0
bits per word: 8
max speed: 500000 Hz (500 KHz)
RX | FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF  | ................................

跳线帽短接一下。

现在结果如下：


root@sipeed:/# spidev_test -D /dev/spidev1.0 
spi mode: 0x0
bits per word: 8
max speed: 500000 Hz (500 KHz)
RX | FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF  | ................................
root@sipeed:/# spidev_test -D /dev/spidev1.0 
spi mode: 0x0
bits per word: 8
max speed: 500000 Hz (500 KHz)
RX | FF FF FF FF FF FF 40 00 00 00 00 95 FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF F0 0D  | ......@....�..................�.
root@sipeed:/#

现在内部测试完成，拿到逻辑分析仪来验证一遍，因为这个时钟有点不太确定，量一下具体的数据信号确认事实。

现在确定了数据符合预期，但时钟为 400hz ，说明 spidev_test 测试时的时钟是不对的，只是软件上的主观配置（最好多测几种频率，不过我还没测）。

后记

本次记录是怕自己关了所有窗口就什么都不剩而做的记录。

2021年01月28日 junhuanchen

标签：V831,spi1,spidev,py,allwinner,spi,FF,0xFF
来源： https://www.cnblogs.com/juwan/p/14341406.html