SPI概述

简介

• SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。
• SPI是由Motorola公司开发，用于在主设备和从设备之间进行通信，常用于与闪存、实时时钟、传感器以及模数转换器等进行通信。
• SPI以主从方式工作，通常有一个主设备和一个或者多个从设备。主设备和从设备之间一般用4根线相连，它们分别是：
  • SCLK – 时钟信号，由主设备产生；
  • MOSI – 主设备数据输出，从设备数据输入；
  • MISO – 主设备数据输入，从设备数据输出；
  • CS – 片选，从设备使能信号，由主设备控制。

• 一个主设备和两个从设备的连接示意图如图1所示，Device A和Device B共享主设备的SCLK、MISO和MOSI三根引脚，Device A的片选CS0连接主设备的CS0，Device B的片选CS1连接主设备的CS1。

图 1 SPI主从设备连接示意图。

• SPI通信通常由主设备发起，通过以下步骤完成一次通信：

1. 通过CS选中要通信的从设备，在任意时刻，一个主设备上最多只能有一个从设备被选中。
2. 通过SCLK给选中的从设备提供时钟信号。
3. 基于SCLK时钟信号，主设备数据通过MOSI发送给从设备，同时通过MISO接收从设备发送的数据，完成通信。

• 根据SCLK时钟信号的CPOL（Clock Polarity，时钟极性）和CPHA（Clock Phase，时钟相位）的不同组合，SPI有以下四种工作模式：
  • CPOL=0，CPHA=0 时钟信号idle状态为低电平，第一个时钟边沿采样数据。
  • CPOL=0，CPHA=1 时钟信号idle状态为低电平，第二个时钟边沿采样数据。
  • CPOL=1，CPHA=0 时钟信号idle状态为高电平，第一个时钟边沿采样数据。
  • CPOL=1，CPHA=1 时钟信号idle状态为高电平，第二个时钟边沿采样数据。

• SPI接口定义了操作SPI设备的通用方法集合，包括：
  • SPI设备句柄获取和释放。
  • SPI读写: 从SPI设备读取或写入指定长度数据。
  • SPI自定义传输：通过消息传输结构体执行任意读写组合过程。
  • SPI设备配置：获取和设置SPI设备属性。

说明： 当前只支持主机模式，不支持从机模式。

接口说明

表 1 SPI驱动API接口功能介绍

说明： 本文涉及的所有接口，仅限内核态使用，不支持在用户态使用。