【海思】SPI使用

目录

• 概述
  • MSB、LSB
  • 时钟极性（CPOL）、时钟相位(CPHA)
  • 数据传输
• 使用
• 问题定位

概述

SPI（serial peripheral interface,串行外设接口）是一种同步串行外设接口。可以用于主控SoC和外设SoC通信，正常的SPI通信只需要4条线即可，分别是SCLK（时钟）,MISO（主机M输入I从机S输出O，DI）,MOSI(主机M输出O从机S输入I，DO),nCS(片选)。

主机能够控制的从机数量由该主机的SPI控制器有几个CS脚决定。

SPI的数据传输涉及对传输方向的设置，有以下两种：

MSB、LSB

Most Significant Bit，最高有效位，可以理解为对该数据产生影响最大的那一位。

Least Significant Bit，最低有效位，可以理解位对该数据影响最小的那一位。

比如0xA2,二进制表示为10100010，其中左边的一位对整个数据影响最大，当最左边的数据变成0时，整个数据变成0x22,相差很大。当最左边的数据变成1时，该数据仅变成0xA3,差别只有1。

所以0xA2的0xA2的MSB和LSB分别时1，0。如下

(MSB)10100010（LSB）

MSB的传输顺序是 10100010， LSB的传输顺序是 01000101

时钟极性（CPOL）、时钟相位(CPHA)

SPI通过CPOL和CPHA控制着主从设备间，何时交换数据以及何时对接收到的数据进行采样, 来保证主从设备的数据同步。

CPOL = 0 时，时钟空闲状态是低电平;

CPOL = 1 时，时钟空闲状态是高电平;

CPHL = 0 时，在时钟的第一个跳变沿开始数据采样；

CPHL = 1 时，在时钟的第二个跳变沿开始数据采样；

由上可以引申出SPI存在4中模式，分别是：

• Mode 0 CPOL=0, CPHA=0
• Mode 1 CPOL=0, CPHA=1
• Mode 2 CPOL=1, CPHA=0
• Mode 3 CPOL=1, CPHA=1

数据传输

SPI的不存在读写的概念，每发生一次SPI通信，都是数据的交换，可以理解为读写是同时发生的。有些代码在实现SPI通信时，由于业务需要，可能有spi_read_data()和spi_write_date()等类似接口的实现，实际上实现是一致的，只是spi_read_data()会关注MISO的返回值。

由于SPI不存在读写的概念，但是从设备的业务逻辑可能有区分读写操作的需要，所以从设备会对读写操作做不同的数据格式规定，可能用MSB或者LSB做的值来做区分。

使用

SPI开发经常是根据SPI从设备厂商提供的datasheet进行设配。常规流程如下：

1. datasheet中确认从设备的SPI是哪一种模式；
2. 从设备支持的时钟范围；
3. 确实数据的传输方向，MSB或者LSB，这一步出问题可能导致数据处理异常，有些SPI从设备会根据MSB是0还是1决定此次通信是读取还是设置；
4. 数据交换时的位宽。

根据以上的关键信息做SPI主设备的设配。

海思中使用的注意事项：

1. 将SPI用到的引脚做SPI功能复用；
2. 确认用到的片选脚；
3. 海思将SPI LSADC UART OTP PWM相关时钟开关在同一个寄存器配置，需要打开SPI时钟.

问题定位

当出现通信效果不达预期时，可以参考使用以下方法定位问题：

1. 确认四个脚均复用成SPI功能，海思使用himm读取相关寄存器如时钟，片选，复用是否正确；
2. 用示波器或者逻辑分析仪确认时钟配置正确，时钟数值在从设备的可接受范围内；
3. 波形确认SPI通信发生瞬间，所有波形是否如从设备datasheet描述；
4. 了解主设备是否支持回声测试，如果支持，则将MISO和MOSI短接，验证自发自收是否正常；
5. 确认数据格式及传输方式是否正确；
6. 如果以上都是正常的，仅仅出现MISO或者MOSI没有波形，大概率是MISO和MOSI接线反了，有些名称是相对的，对调接线尝试。