概述

本文档是对NUC970平台上的SylixOS SPI总线数据传输的详细分析。

SPI总线数据传输流程

NUC970平台上SPI总线数据传输流程如图 21所示。

当一个消息准备传输时，第一步判断发送和接收缓存区是否为空，若为空，就没有要接收或发送的数据，直接返回。

第二步，判断消息长度是否大于指定的值（可以改变，但要大于16个字节），若大于，以16字节为单位传输数据，否则以单字节为单位传输数据。

图21 SPI数据传输流程图

SPI总线的消息类型

在SylixOS中，SPI总线的消息类型，如程序清单 21所示。

程序清单 21 SPI总线消息类型

/*********************************************************************************************************
  SPI 总线传输控制消息
*********************************************************************************************************/

typedef struct lw_spi_message {
    UINT16                   SPIMSG_usBitsPerOp;                        /*  操作单位bits数              */
    UINT16                   SPIMSG_usFlag;                             /*  传输控制参数                */
    
#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                                     /*  是否设置新的 CPOL 配置      */
                                                                        /*  否则 CPOL 配置与上次传输相同*/
#define LW_SPI_M_CPHA_EN     0x0008                                     /*  是否设置新的 CPHA 配置      */
                                                                        /*  否则 CPHA 配置与上次传输相同*/

#define LW_SPI_M_WRBUF_FIX   0x0010                                     /*  发送缓冲区仅发送第一个字符  */
#define LW_SPI_M_RDBUF_FIX   0x0020                                     /*  接收缓冲区仅接收第一个字符  */

#define LW_SPI_M_MSB         0x0040                                     /*  从高位到低位                */
#define LW_SPI_M_LSB         0x0080                                     /*  从低位到高位                */

    UINT32                   SPIMSG_uiLen;                              /*  长度(缓冲区大小)            */
    
    UINT8                   *SPIMSG_pucWrBuffer;                        /*  发送缓冲区                  */
    UINT8                   *SPIMSG_pucRdBuffer;                        /*  接收缓冲区                  */
    
    VOIDFUNCPTR              SPIMSG_pfuncComplete;                      /*  传输结束后的回调函数        */
    PVOID                    SPIMSG_pvContext;                          /*  回调函数参数                */
} LW_SPI_MESSAGE;
typedef LW_SPI_MESSAGE      *PLW_SPI_MESSAGE;

技术实现

SPI数据传输方式可分为两种：以单个字节为单位传输数据和以16个字节为单位传输数据。

在SylixOS中SPI总线数据传输的代码实现，如程序清单 31所示。

程序清单 31 SPI数据传输函数

/*********************************************************************************************************
** 函数名称: __trySpiTransfer
** 功能描述: spi 传输函数
** 输　入  : pSpiChannel     spi 通道
**           pSpiAdapter     spi 适配器
**           pSpiMsg         spi 传输消息组
** 输　出  : ERROR_CODE
*********************************************************************************************************/
static INT  __trySpiTransfer (UINT              uiChannel,
                              PLW_SPI_ADAPTER   pSpiadapter,
                              PLW_SPI_MESSAGE   pSpimsg)
{
    UINT          uiNum;
    UINT8        *pucTxBuf  = pSpimsg->SPIMSG_pucWrBuffer;              /*  发送缓存区                  */
    UINT8        *pucRxBuf  = pSpimsg->SPIMSG_pucRdBuffer;              /*  接收缓存区                  */
    UINT          uiByteLen = pSpimsg->SPIMSG_uiLen;                    /*  缓存区长度                  */

    if (!pucTxBuf && !pucRxBuf) {                                       /*  TxBuf和Rxbuf不能全为空      */
        SPI_DEBUG("transfer message is invalid\n");
        return (PX_ERROR);
    }

    if (uiByteLen > SPI_BIG_NUM) {
        /*
         *  大于SPI_BIG_NUM字节按16字节传输，否则按单字节传输
         */
        writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) & SPI_TXNUM32,           /*  设置为32位传输单元          */
               REG_SPI_CNTRL(uiChannel));
        writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) | SPI_TX_FOUR,           /*  设置每次传输单元个数为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;                                         /*  将TxBuf指针偏移16个字节     */
            }
            writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) | SPI_CNTRL_GOBUSY,  /*  使能开始传输位              */
                   REG_SPI_CNTRL(usheiChannel));
            API_SemaphoreBPend(__GspiChannels[uiChannel].hSignal,       /*  挂起，等待中断完成          */
                               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;                                        /*  将RxBuf指针偏移16个字节     */
            }
        }
        if (uiNum < uiByteLen) {
            /*
             *  将剩下的不足16字节的数据，按8位传输
             */
            writel((readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) & SPI_TXNUM32) | SPI_TXNUM8,
                   REG_SPI_CNTRL(uiChannel));                           /*  设置8位传输单元             */
            writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) & SPI_TX_ONE,        /*  设置每次传输单元个数为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));                       /*  使能开始传输位              */
                API_SemaphoreBPend(__GspiChannels[uiChannel].hSignal,   /*  挂起，等待中断完成          */
                                   LW_OPTION_WAIT_INFINITE);

                if (pucRxBuf) {
                    *(pucRxBuf++) = (UINT8)readl(REG_SPI_RX0(uiChannel));
                }
            }
        }
    } else {
        /*
         *  小于16字节的数据，一直按8位传输
         */
        writel((readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) & SPI_TXNUM32) | SPI_TXNUM8,
               REG_SPI_CNTRL(uiChannel));                               /*  设置8位传输单元             */
        writel(readl(REG_SPI_CNTRL(uiChannel)) & SPI_TX_ONE,            /*  设置每次传输单元个数为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,  /*  使能开始传输位              */
                   REG_SPI_CNTRL(uiChannel));
            API_SemaphoreBPend(__GspiChannels[uiChannel].hSignal,       /*  挂起，等待中断完成          */
                               LW_OPTION_WAIT_INFINITE);

            if (pucRxBuf) {
                *(pucRxBuf++) = (UINT8)readl(REG_SPI_RX0(uiChannel));
            }
        }
    }
    return  (ERROR_NONE);
}

16字节数据传输流程

在SPI总线的数据传输中，当缓存区长度大于指定的长度（指定的长度要大于16字节），会以16字节为单位进行数据传输，传输流程如图 31所示。

图 31 16字节数据传输流程图

单字节数据传输流程

在SPI总线的数据传输中，当缓存区长度小于指定的长度时，会以单字节为单位进行数据传输。如图 32所示。

图 32单字节数据传输流程图

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