Linux 内核SPI子系统架构

SPI总线上有两类设备:

  • 一类是主控端,通常作为SoC系统的一个子模块出现,比如很多嵌入MCU中常包含SPI模块。
  • 一类是受控端,例如一些SPI接口的射频芯片、传感器等。

主控端是SPI总线的控制者,通过使用SPI 协议主动发起SPI总线上的会话。而受控端则被动接受SPI主控端的指令,并作出响应。

Linux 目前只支持SPI主控端,不支持SPI受控端。

参考:3.0.35 源码中include/linux/spi/spi.h 中相关说明

/*
 * INTERFACES between SPI master-side drivers and SPI infrastructure.
 * (There's no SPI slave support for Linux yet...)
 */
extern struct bus_type spi_bus_type;

 

Linux 中的SPI是依靠 SPI子系统实现的。这个子系统向下直接和SPI主控设备硬件交互,读取SPI总线上的数据。

向上则和FS子系统,MTD子系统,字符设备子系统等交互,给用户空间提供访问接口。

 

在内核 SPI 子系统中,包含两类设备驱动。一类称之为 controller driver, 用于驱动SPI主控设备,以和SPI总线交互,读写通信数据。

另一类称之为 protocol driver,用于解析controller driver 读取的数据,形成有意义的协议数据。

SPI 子系统中的两种设备,一种是由controller driver 驱动的,称之为spi_master,另一种是由 protocol 驱动的,称之为

spi_device。内核之所以把SPI子系统这么划分,是因为SPI主控器功能单一,只负责和SPI总线交互,读写数据。但数据

的具体含义,根据SPI总线上的设备不同而千差万别。

 

内核一方面把SPI通信系统分成上面两个部分,另一方面创建了一个SPI核心系统,用于连接这两部分。在有数据请求时,

protocol 解析请求生成通信帧并发送到SPI核心子系统中,SPI的核心子系统通过 protocol driver的信息,找到对应的

controller driver,并将这个通信帧发送给 controller driver, controller driver接收到这个帧后发送到 spi 总线上。

 

故,SPI通信的数据流大致是:

  • 1、用户请求 -> protocol driver 分析请求,生成spi通信帧 -> 通信帧传至spi核心子系统 -> 通信帧传至对应的 controller driver -> 通信帧传至spi 总线上
  • 2、spi设备返回数据 -> 数据传至spi总线上 -> 数据传至controller driver -> 数据传至 spi 核心子系统 -> 数据传至protocol driver并解析数据 -> 解析后的数据返回给用户

在linux 内核中,这样的通信帧通过一个叫 spi_message 的结构体来实现。

posted @ 2015-03-20 11:51  阿青1987  阅读(557)  评论(0编辑  收藏