SylixOS NUC970平台 SPI总线数据传输

1. 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。

2. 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

3. 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;

    

4. 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);
   }

    

5. 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

6. 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

7. 免责声明

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