SPI - Qualcomm Dragonwing Documentation

串行外设接口(SPI)是一种同步、全双工、4 线串行总线。

信号

信号	说明
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	最大速度	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;无帧结构或错误检查

接口组件

设备树源文件

平台	文件
Dragonwing IQ-9075	`arch/arm64/boot/dts/qcom/lemans.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 SC7280_CX>;
    interconnects = <&clk_virt MASTER_QUP_CORE_1 0 &clk_virt SLAVE_QUP_CORE_1 0>,
                    <&gem_noc MASTER_APPSS_PROC 0 &cnoc2 SLAVE_QUP_1 0>;
    interconnect-names = "qup-core", "qup-config";
    dmas = <&gpi_dma1 0 6 QCOM_GPI_SPI>,
           <&gpi_dma1 1 6 QCOM_GPI_SPI>;
    dma-names = "tx", "rx";
    status = "disabled";
};

GPIO pinctrl:

qup_spi14_data_clk: qup-spi14-data-clk-state {
    pins = "gpio56", "gpio57", "gpio58";
    function = "qup16";
};

qup_spi14_cs: qup-spi14-cs-state {
    pins = "gpio59";
    function = "qup16";
};

QUPAC 访问控制

{ QUPV3_0_SE3, QUPV3_PROTOCOL_SPI, QUPV3_MODE_FIFO, AC_HLOS, TRUE,  TRUE, FALSE }, // CAN SPI
{ QUPV3_1_SE3, QUPV3_PROTOCOL_SPI, QUPV3_MODE_FIFO, AC_HLOS, FALSE, TRUE, TRUE  }, // LS1 SPI
{ QUPV3_1_SE4, QUPV3_PROTOCOL_SPI, QUPV3_MODE_GSI,  AC_TZ,   FALSE, TRUE, TRUE  }, // NFC ESE
{ QUPV3_1_SE6, QUPV3_PROTOCOL_SPI, QUPV3_MODE_GSI,  AC_HLOS, FALSE, TRUE, FALSE }, // FP

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。

验证

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
./spidev_test -D /dev/spidev3.0

预期输出:

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

调试

启用调试日志

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 qcom-geni-se.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

禁用:

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

故障排除

未检测到 SPI 设备(/dev/spidev* 缺失)

# Check kernel config
zcat /proc/config.gz | grep -E 'CONFIG_SPI_SPIDEV|CONFIG_SPI_QCOM_GENI'
# Expect: CONFIG_SPI_QCOM_GENI=m, CONFIG_SPI_SPIDEV=m

# Check kernel logs
dmesg | grep -i spi
dmesg | grep -i geni

验证设备树中 SPI 节点状态为 "okay"
验证 QUPAC_Access.c 中设置了 QUPV3_PROTOCOL_SPI、AC_HLOS、bLoad=TRUE

SPI 传输失败 / 数据损坏

# Test at lower speed
./spidev_test -D /dev/spidev1.0 -s 1000000

# Test different clock modes
./spidev_test -D /dev/spidev1.0 -H   # CPHA
./spidev_test -D /dev/spidev1.0 -O   # CPOL

检查 pinctrl 中的 GPIO 驱动强度和上下拉配置
验证时钟相位和极性与目标设备匹配
使用示波器检查信号完整性

GSI/DMA 模式不工作

lsmod | grep gpi
echo -n "file gpi.c +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

验证已启用 CONFIG_QCOM_GPI_DMA=m
检查设备树中的 dmas 和 dma-names 属性
验证 QUPAC_Access.c 中设置了 QUPV3_MODE_GSI 且 bAllowFifo=FALSE

多片选问题

验证所有 CS 引脚均已在 pinctrl 中配置。检查设备树 reg 属性:

spidev@0 { reg = <0>; };  /* CS0 */
spidev@1 { reg = <1>; };  /* CS1 */

显式测试:

./spidev_test -D /dev/spidev1.0   # CS0
./spidev_test -D /dev/spidev1.1   # CS1

Boot 子系统 SPI 不工作

验证 QUP wrapper 节点状态为 "okay" 且串行引擎节点为 "disabled"
确认 FIFO_MODE = /bits/ 8 <1>(boot 中不支持 GSI)
检查 protocol_supported 包含 SPI_SUPPORTED
验证 QUPAC_Access.c 设置符合 boot 要求

快速诊断命令

ls /dev/spi*                          # Check SPI device nodes
dmesg | grep -i spi                   # Kernel SPI messages
dmesg | grep -i geni                  # GENI driver messages
lsmod | grep spi                      # Loaded SPI modules
lsmod | grep gpi                      # GPI DMA module

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