SylixOS NUC970平臺 SPI總線數據傳輸

1. 概述

   本文檔是對NUC970平臺上的SylixOS SPI總線數據傳輸的詳細分析。

    

2. SPI總線數據傳輸流程

   NUC970平臺上SPI總線數據傳輸流程如圖 21所示。

   當一個消息準備傳輸時，第一步判斷髮送和接收緩存區是否爲空，若爲空，就沒有要接收或發送的數據，直接返回。

   第二步，判斷消息長度是否大於指定的值（能夠改變，但要大於16個字節），若大於，以16字節爲單位傳輸數據，不然以單字節爲單位傳輸數據。

   圖21 SPI數據傳輸流程圖

3. SPI總線的消息類型

   在SylixOS中，SPI總線的消息類型，如程序清單 21所示。

   程序清單 21 SPI總線消息類型

   /*********************************************************************************************************
     SPI 總線傳輸控制消息
   *********************************************************************************************************/
   
   typedef struct lw_spi_message {
       UINT16                   SPIMSG_usBitsPerOp;                        /*  操做單位bits數              */
       UINT16                   SPIMSG_usFlag;                             /*  傳輸控制參數                */
       
   #define LW_SPI_M_CPOL_0      0x0000                                     /*  CPOL 配置                   */
   #define LW_SPI_M_CPOL_1      0x0001
   #define LW_SPI_M_CPHA_0      0x0000                                     /*  CPHA 配置                   */
   #define LW_SPI_M_CPHA_1      0x0002
   
   #define LW_SPI_M_CPOL_EN     0x0004                                     /*  是否設置新的 CPOL 配置      */
                                                                           /*  不然 CPOL 配置與上次傳輸相同*/
   #define LW_SPI_M_CPHA_EN     0x0008                                     /*  是否設置新的 CPHA 配置      */
                                                                           /*  不然 CPHA 配置與上次傳輸相同*/
   
   #define LW_SPI_M_WRBUF_FIX   0x0010                                     /*  發送緩衝區僅發送第一個字符  */
   #define LW_SPI_M_RDBUF_FIX   0x0020                                     /*  接收緩衝區僅接收第一個字符  */
   
   #define LW_SPI_M_MSB         0x0040                                     /*  從高位到低位                */
   #define LW_SPI_M_LSB         0x0080                                     /*  從低位到高位                */
   
       UINT32                   SPIMSG_uiLen;                              /*  長度(緩衝區大小)            */
       
       UINT8                   *SPIMSG_pucWrBuffer;                        /*  發送緩衝區                  */
       UINT8                   *SPIMSG_pucRdBuffer;                        /*  接收緩衝區                  */
       
       VOIDFUNCPTR              SPIMSG_pfuncComplete;                      /*  傳輸結束後的回調函數        */
       PVOID                    SPIMSG_pvContext;                          /*  回調函數參數                */
   } LW_SPI_MESSAGE;
   typedef LW_SPI_MESSAGE      *PLW_SPI_MESSAGE;

    

    

4. 技術實現

   SPI數據傳輸方式可分爲兩種：以單個字節爲單位傳輸數據和以16個字節爲單位傳輸數據。

   在SylixOS中SPI總線數據傳輸的代碼實現，如程序清單 31所示。

   程序清單 31 SPI數據傳輸函數

   /*********************************************************************************************************
   ** 函數名稱: __trySpiTransfer
   ** 功能描述: spi 傳輸函數
   ** 輸　入  : pSpiChannel     spi 通道
   **           pSpiAdapter     spi 適配器
   **           pSpiMsg         spi 傳輸消息組
   ** 輸　出  : ERROR_CODE
   *********************************************************************************************************/
   static INT  __trySpiTransfer (UINT              uiChannel,
                                 PLW_SPI_ADAPTER   pSpiadapter,
                                 PLW_SPI_MESSAGE   pSpimsg)
   {
       UINT          uiNum;
       UINT8        *pucTxBuf  = pSpimsg->SPIMSG_pucWrBuffer;              /*  發送緩存區                  */
       UINT8        *pucRxBuf  = pSpimsg->SPIMSG_pucRdBuffer;              /*  接收緩存區                  */
       UINT          uiByteLen = pSpimsg->SPIMSG_uiLen;                    /*  緩存區長度                  */
   
       if (!pucTxBuf && !pucRxBuf) {                                       /*  TxBuf和Rxbuf不能全爲空      */
           SPI_DEBUG("transfer message is invalid\n");
           return (PX_ERROR);
       }
   
       if (uiByteLen > SPI_BIG_NUM) {
           /*
            *  大於SPI_BIG_NUM字節按16字節傳輸，不然按單字節傳輸
            */
           writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) & SPI_TXNUM32,           /*  設置爲32位傳輸單元          */
                  REG_SPI_CNTRL(uiChannel));
           writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) | SPI_TX_FOUR,           /*  設置每次傳輸單元個數爲4     */
                  REG_SPI_CNTRL(uiChannel));
           for (uiNum = 0; (uiNum + 16) <= uiByteLen; uiNum += 16) {
               if (pucTxBuf) {
                   writel_ESwap(*(UINT*)pucTxBuf,        REG_SPI_TX0(uiChannel));
                   writel_ESwap(*(UINT*)(pucTxBuf + 4),  REG_SPI_TX1(uiChannel));
                   writel_ESwap(*(UINT*)(pucTxBuf + 8),  REG_SPI_TX2(uiChannel));
                   writel_ESwap(*(UINT*)(pucTxBuf + 12), REG_SPI_TX3(uiChannel));
                   pucTxBuf += 16;                                         /*  將TxBuf指針偏移16個字節     */
               }
               writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) | SPI_CNTRL_GOBUSY,  /*  使能開始傳輸位              */
                      REG_SPI_CNTRL(usheiChannel));
               API_SemaphoreBPend(__GspiChannels[uiChannel].hSignal,       /*  掛起，等待中斷完成          */
                                  LW_OPTION_WAIT_INFINITE);
   
               if (pucRxBuf) {
                   *(UINT*)pucRxBuf        = readl_ESwap(REG_SPI_RX0(uiChannel));
                   *(UINT*)(pucRxBuf + 4)  = readl_ESwap(REG_SPI_RX1(uiChannel));
                   *(UINT*)(pucRxBuf + 8)  = readl_ESwap(REG_SPI_RX2(uiChannel));
                   *(UINT*)(pucRxBuf + 12) = readl_ESwap(REG_SPI_RX3(uiChannel));
                    pucRxBuf += 16;                                        /*  將RxBuf指針偏移16個字節     */
               }
           }
           if (uiNum < uiByteLen) {
               /*
                *  將剩下的不足16字節的數據，按8位傳輸
                */
               writel((readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) & SPI_TXNUM32) | SPI_TXNUM8,
                      REG_SPI_CNTRL(uiChannel));                           /*  設置8位傳輸單元             */
               writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) & SPI_TX_ONE,        /*  設置每次傳輸單元個數爲1     */
                      REG_SPI_CNTRL(uiChannel));
   
               for (; uiNum < uiByteLen; uiNum++) {
                   if (pucTxBuf) {
                       writel(*(pucTxBuf++), REG_SPI_TX0(uiChannel));
                   }
                   writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) | SPI_CNTRL_GOBUSY,
                          REG_SPI_CNTRL(uiChannel));                       /*  使能開始傳輸位              */
                   API_SemaphoreBPend(__GspiChannels[uiChannel].hSignal,   /*  掛起，等待中斷完成          */
                                      LW_OPTION_WAIT_INFINITE);
   
                   if (pucRxBuf) {
                       *(pucRxBuf++) = (UINT8)readl(REG_SPI_RX0(uiChannel));
                   }
               }
           }
       } else {
           /*
            *  小於16字節的數據，一直按8位傳輸
            */
           writel((readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) & SPI_TXNUM32) | SPI_TXNUM8,
                  REG_SPI_CNTRL(uiChannel));                               /*  設置8位傳輸單元             */
           writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) & SPI_TX_ONE,            /*  設置每次傳輸單元個數爲1     */
                  REG_SPI_CNTRL(uiChannel));
   
           for (uiNum = 0; uiNum < uiByteLen; uiNum++) {
               if (pucTxBuf) {
                   writel(*(pucTxBuf++), REG_SPI_TX0(uiChannel));
               }
               writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) | SPI_CNTRL_GOBUSY,  /*  使能開始傳輸位              */
                      REG_SPI_CNTRL(uiChannel));
               API_SemaphoreBPend(__GspiChannels[uiChannel].hSignal,       /*  掛起，等待中斷完成          */
                                  LW_OPTION_WAIT_INFINITE);
   
               if (pucRxBuf) {
                   *(pucRxBuf++) = (UINT8)readl(REG_SPI_RX0(uiChannel));
               }
           }
       }
       return  (ERROR_NONE);
   }

    

    

5. 16字節數據傳輸流程

   在SPI總線的數據傳輸中，當緩存區長度大於指定的長度（指定的長度要大於16字節），會以16字節爲單位進行數據傳輸，傳輸流程如圖 31所示。

   圖 31 16字節數據傳輸流程圖

6. 單字節數據傳輸流程

   在SPI總線的數據傳輸中，當緩存區長度小於指定的長度時，會以單字節爲單位進行數據傳輸。如圖 32所示。

   圖 32單字節數據傳輸流程圖

    

7. 免責聲明

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