SPI

串行外设接口(SPI)是一种同步、全双工的 4 线制串行总线。

信号

信号	描述
MOSI	控制器数据输出,目标设备数据输入
MISO	控制器数据输入,目标设备数据输出
SCLK	由控制器生成的时钟
CS	片选(低电平有效);每条总线最多 4 条片选线

各子系统的传输模式

子系统	传输模式	最大速率	备注
Linux	FIFO、CPU DMA、GSI	50 MHz	每字 4–32 位;最多 4 个 CS
Boot	仅 FIFO	50 MHz	轮询模式;不支持 GSI
aDSP	全/半双工,同步	50 MHz	原始位级传输;无成帧或错误检查

接口组件

设备树源文件

平台	文件
Dragonwing IQ-8275	`arch/arm64/boot/dts/qcom/qcs8300.dtsi`

API

子系统	头文件
Linux	`include/uapi/linux/spi/spidev.h`、`include/linux/spi/spi.h`
Boot	`boot_images/boot/QcomPkg/Include/SpiApi.h`
aDSP	`adsp_proc/core/api/buses/spi_api.h`

软件配置

Linux 设备树示例

spi@a98000 {
    compatible = "qcom,geni-spi";
    reg = <0 0x00a98000 0 0x4000>;
    clocks = <&gcc GCC_QUPV3_WRAP1_S6_CLK>;
    clock-names = "se";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&qup_spi14_data_clk>, <&qup_spi14_cs>;
    interrupts = <GIC_SPI 368 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;
    power-domains = <&rpmhpd SA8295P_CX>;
    dmas = <&gpi_dma1 0 6 QCOM_GPI_SPI>,
           <&gpi_dma1 1 6 QCOM_GPI_SPI>;
    dma-names = "tx", "rx";
    status = "disabled";
};

QUPAC 访问控制

{ QUPV3_0_SE3, QUPV3_PROTOCOL_SPI, QUPV3_MODE_FIFO, AC_HLOS, TRUE,  TRUE, FALSE },
{ QUPV3_1_SE3, QUPV3_PROTOCOL_SPI, QUPV3_MODE_FIFO, AC_HLOS, FALSE, TRUE, TRUE  },
{ QUPV3_1_SE4, QUPV3_PROTOCOL_SPI, QUPV3_MODE_GSI,  AC_TZ,   FALSE, TRUE, TRUE  },
{ QUPV3_1_SE6, QUPV3_PROTOCOL_SPI, QUPV3_MODE_GSI,  AC_HLOS, FALSE, TRUE, FALSE },

配置步骤

启用内核配置

编辑 kernel_platform/kernel/arch/arm64/configs/qcom_defconfig:

CONFIG_QCOM_GENI_SE=y
CONFIG_SPI_QCOM_GENI=m
CONFIG_SPI_SPIDEV=m
CONFIG_QCOM_GPI_DMA=m

在设备树中启用 SPI 节点

&spi1 {
    status = "okay";
};

编译并刷写

编译内核和设备树更改,然后将镜像加载到设备上。

验证

编译 SPI 实用工具

spidev_test.c 实用工具位于 Linux 内核源码树的 tools/spi/ 目录下。它是一个使用 spidev 驱动的简单 SPI 测试程序,既可以在内核源码树中编译,也可以从独立副本编译。确保构建目录包含以下文件:

spidev_test.c
Makefile

在 Ubuntu 构建主机上安装交叉编译器:

sudo apt-get update
sudo apt-get install gcc-aarch64-linux-gnu

设置交叉编译环境:

export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

编译 spidev_test:

make

将 spidev_test 传输到设备

scp spidev_test root@<IP address>:/usr
chmod 777 /usr/spidev_test

运行测试

./spidev_test -D /dev/spidev1.0

预期输出:

spi mode: 0x0
bits per word: 8
max speed: 500000 Hz (500 KHz)

调试

sudo su
mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
echo -n "file spi-geni-qcom.c +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo -n "file spidev.c +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo -n "file gpi.c +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

故障排除

未检测到 SPI 设备

zcat /proc/config.gz | grep -E 'CONFIG_SPI_SPIDEV|CONFIG_SPI_QCOM_GENI'
dmesg | grep -i spi

确认设备树中 SPI 节点的 status 为 "okay"
确认 QUPAC_Access.c 中设置了 QUPV3_PROTOCOL_SPI、AC_HLOS、bLoad=TRUE

SPI 传输失败

./spidev_test -D /dev/spidev1.0 -s 1000000

检查 GPIO 驱动强度和上下拉配置
确认时钟相位和极性与目标设备匹配

GSI/DMA 模式不工作

确认 CONFIG_QCOM_GPI_DMA=m
检查设备树中的 dmas 和 dma-names
确认 QUPAC_Access.c 中设置了 QUPV3_MODE_GSI

IQ-8275 EVK

信号

各子系统的传输模式

接口组件

设备树源文件

API

软件配置

Linux 设备树示例

QUPAC 访问控制

配置步骤

验证

调试

故障排除

资源

IQ-8275 EVK

​信号

​各子系统的传输模式

​接口组件

​设备树源文件

​API

​软件配置

​Linux 设备树示例

​QUPAC 访问控制

​配置步骤

​验证

​调试

​故障排除

​资源

信号

各子系统的传输模式

接口组件

设备树源文件

API

软件配置

Linux 设备树示例

QUPAC 访问控制

配置步骤

验证

调试

故障排除

资源