PSAM部分的硬件设计 PSAM部分的硬件设计图

1. PSAM部分的硬件设计

(资料图片仅供参考)

图1

CS 片选信号

SCK 时钟信号

MISO 主设备的数据输入、从设备的数据输出脚

MOSI 主设备的数据输出、从设备的数据输入脚

2. PSAM部分软件设计

图2

(1) PSAM应用

这部分只需要调用API函数即可。

(2) PSAM API

API的主要工作就是给M0上电、设置SPI读写模式、设置SPI读写的每字节的位数、SPI的工作频率等。

(3) SPI驱动

接收到API设置SPI的参数后做相应的工作。

(4) M0固件

和TDA8007的主要工作由M0固件完成，包括协议的等等。

3. 组件配置

kernelarcharmconfigsmsm8909-1gb-CB03-perf_defconfig配置文件，确保下面选项设置如下：

CONFIG_SPI=y

CONFIG_SPI_QUP=y

CONFIG_SPI_SPIDEV=m，后来给改为y

如果是user版本就采用此文件，如果是eng文件就改msm8909-1gb-CB03_defconfig文件。

4. 设备树配置

PSAM部分设备树节点的设置层次

图3

其中绿色矩形框部分是PSAM部分需要修改。

4.1 kernelarcharmootdtsqcommsm8909-cb03.dtsi增加SPI2控制器设备节点

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24aliases {/* smdtty devices */smd1= &smdtty_apps_fm;smd2= &smdtty_apps_riva_bt_acl;smd3= &smdtty_apps_riva_bt_cmd;smd5= &smdtty_apps_riva_ant_cmd;smd6= &smdtty_apps_riva_ant_data;smd7= &smdtty_data1;smd8= &smdtty_data4;smd11= &smdtty_data11;smd21= &smdtty_data21;smd36= &smdtty_loopback;sdhc1= &sdhc_1; /* SDC1 eMMC slot */sdhc2= &sdhc_2; /* SDC2 SD card slot *///spi0= &spi_0; /* SPI0 controller device */spi2 = &spi_2; /* SPI2 controller device */i2c5 = &i2c_5; /* I2c5 cntroller device *///i2c3= &i2c_3; /* I2C3 controller */i2c1= &i2c_1; /* I2C1 controller */i2c2= &i2c_2; /* I2C2 NFC qup2 device */i2c4= &i2c_4; /* I2C4 controller device */i2c6= &i2c_6; /* I2c6 cntroller device */};

增加spi2 = &spi_2; /*SPI2 controller device */，同时注释掉i2c3 =&i2c_3;，且去掉msm8909-qrd-skue-cb03.dtsi文件下i2c_3相关的信息

增加SPI2控制器设备节点信息

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24spi_2: spi@78b7000{ /* BLSP1 QUP3 */compatible =qcom,spi-qup-v2;#address-cells =<1>;#size-cells =<0>;reg-names =spi_physical, spi_bam_physical;reg =<0x78b70000x600>,<0x78840000x23000>;interrupt-names =spi_irq, spi_bam_irq;interrupts =<0970>,<02380>;spi-max-frequency =<19200000>;pinctrl-names =spi_default, spi_sleep;pinctrl-0=<&spi2_default spi2_cs0_active="">;pinctrl-1= <&spi2_sleep&spi2_cs0_sleep>;clocks = <&clock_gccclk_gcc_blsp1_ahb_clk>,<&clock_gccclk_gcc_blsp1_qup3_spi_apps_clk>;clock-names =iface_clk, core_clk;qcom,infinite-mode =<0>;qcom,use-bam;qcom,use-pinctrl;qcom,ver-reg-exists;qcom,bam-consumer-pipe-index =<8>;qcom,bam-producer-pipe-index =<9>;qcom,master-id =<86>;};

For latest detail please follow /kernel/Documentation/devicetree/bindings/spi/spi_qsd.txt

这里说明下SPI2的2指SPI控制器对应的总线号，对应spi_maste结构体的成员bus_num。

4.2 kernelarcharmootdtsqcommsm8909-pinctrl-cb03.dtsi增加SP2控制器引脚控制设置。

Pin控制的文档可参考/kernel/Documentation/devicetree/bindings/pinctrl/msm-pinctrl.txt

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49spi2_active {/* MOSI, MISO, CLK */qcom,pins = <&gp0>, <&gp 1="">, <&gp 3="">;qcom,num-grp-pins =<3>;qcom,pin-func =<1>;label =spi2-active;/* active state */spi2_default:spi2_default {drive-strength=<12>; /* 12 MA */bias-disable =<0>; /* No PULL */};};spi2_suspend {/* MOSI, MISO, CLK */qcom,pins = <&gp0>, <&gp 1="">, <&gp 3="">;qcom,num-grp-pins =<3>;qcom,pin-func =<0>;label =spi2-suspend;/* suspended state */spi2_sleep: spi2_sleep{drive-strength=<2>; /* 2 MA */bias-pull-down; /* pull down */};};spi2_cs0_active {/* CS */qcom,pins = <&gp2>;qcom,num-grp-pins =<1>;qcom,pin-func =<1>;label =spi2-cs0-active;spi2_cs0_active:cs0_active {drive-strength=<2>;bias-disable =<0>;};};spi2_cs0_suspend {/* CS */qcom,pins = <&gp2>;qcom,num-grp-pins =<1>;qcom,pin-func =<0>;label =spi2-cs0-suspend;spi2_cs0_sleep:cs0_sleep {drive-strength=<2>;bias-disable =<0>;};};

4.3 kernelarcharmootdtsqcommsm8909-qrd-skue-cb03.dtsi增加SPI2控制器挂载的SPI从设备节点信息

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1 2 3 4 5 6 7 8spi@78b7000{   spidev@0{compatible= nxp,lpc1114;//挂载的是NXP厂家的lpc1114设备reg=<0>;spi-max-frequency=<1000000>;qcom,psam_en_gpio= <&msm_gpio 230="">;};};

这里说明下spidev@0后面的0是指SPI采用哪个CS引脚选择的SPI从设备，对应struct spi_master结构体成员num_chipselect。那为什么我们是用cs0呢。先来看我们用的SPI控制器对应的引脚

图4

这里CS_N的N为什么是0呢？再来看下图：

图5

我们可知BSP1~3都可以通过扩展的CS1、CS2和CS3来片选SPI从设备，当然还有CS0，也就是说BSP1~3对应的SPI0~SPI2控制器，每个都可以支持多达4个SPI从设备，BSP4~6只能挂接1个SPI从设备，只能通过CS0来片选。

5. 驱动代码控制

5.1 PSAM_EN控制

新建PSAM电源控制的结构体

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1 2 3 4 5 6 7struct psam_control_data {/*system */structspi_device *client;/*dtsi */intpsam_en_gpio;};

在spidev_probe()函数中默认初始化PSAM_EN为低电平，控制代码如下：

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26staticbool parse_psam_control_dtsi(structdevice *dev, struct psam_control_data *psam_data){//enumof_gpio_flags dummy;structdevice_node *node = dev->of_node;intret;psam_data->psam_en_gpio= of_get_named_gpio_flags(node,qcom,psam_en_gpio,0, NULL);if(psam_data->psam_en_gpio < 0){returnERR_PTR(psam_data->psam_en_gpio);}else{ret= gpio_request(psam_data->psam_en_gpio, psam_en_gpio);if(ret < 0){pr_err(Failedto request psam_en_gpio, ERRNO:%d, ret);gotofree_gpio;}gpio_direction_output(psam_data->psam_en_gpio,0);}free_gpio:gpio_free(psam_data->psam_en_gpio);returntrue;}

在PSAM应用程序打开的时候，应用层通过ioctl(fd, SPI_IOC_SPI_IOC_ENABLE, &sam_enable)来控制上电，对应调用spidev.c下的spidev_ioctl()，增加case

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1 2 3 4 5 6 7caseSPI_IOC_SPI_IOC_ENABLE:retval= __get_user(tmp, (u8 __user *)arg);if(retval == 0) {psam_power_control(tmp);}break;

在spidev.h增加SPI_IOC_SPI_IOC_ENABLE定义如下： ?

1#define SPI_IOC_SPI_IOC_ENABLE _IOW(SPI_IOC_MAGIC, 5, __u32)

psam_power_control()函数的源代码如下： ?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22staticbool psam_power_control( bool on){intret;psam_control->psam_en_gpio= of_get_named_gpio_flags(psam_control->client->dev.of_node,qcom,psam_en_gpio,0, NULL);if(psam_control->psam_en_gpio < 0)returnERR_PTR(psam_control->psam_en_gpio);else{ret= gpio_request(psam_control->psam_en_gpio, psam_en_gpio);if(ret < 0){pr_err(Failedto request psam_en_gpio, ERRNO:%d, ret);gotofree_gpio;}gpio_direction_output(psam_control->psam_en_gpio,on);}free_gpio:gpio_free(psam_control->psam_en_gpio);returnret;}

5.2 SPI从设备节点属性compatible要和spidev.c下的spidev_spi_driver保持一致

同时参考2.3部分

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23staticconststruct of_device_idspidev_dt_ids[] = {//{.compatible = rohm,dh2228fv },{.compatible = nxp,lpc1114 },{},};MODULE_DEVICE_TABLE(of, spidev_dt_ids);staticstruct spi_driver spidev_spi_driver= {.driver= {.name=        spidev,.owner=       THIS_MODULE,.of_match_table= of_match_ptr(spidev_dt_ids),},.probe= spidev_probe,.remove=     spidev_remove,/*NOTE:  suspend/resume methods are notnecessary here.* We don"t do anything except pass therequests to/from* the underlying controller.  The refrigerator handles* most issues; the controller driver handlesthe rest.*/};

5.3 CPOL和CPHA极性设置

我们用CPOL表示时钟信号的初始电平的状态，CPOL为0表示时钟信号初始状态为低电平，为1表示时钟信号的初始电平是高电平。另外，我们用CPHA来表示在那个时钟沿采样数据，CPHA为0表示在首个时钟变化沿采样数据，而CPHA为1则表示要在第二个时钟变化沿来采样数据。内核用CPOL和CPHA的组合来表示当前SPI需要的工作模式：

CPOL＝0，CPHA＝1 模式0

CPOL＝0，CPHA＝1 模式1

CPOL＝1，CPHA＝0 模式2

CPOL＝1，CPHA＝1 模式3

我们这里SPI从设备CPOL和CPHA采用的是模式1，所以我们SPI控制器也采用模式1。

module_init(spidev_init);

spidev_init()相关代码如下：

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19if(busnum != -1&& chipselect !=-1) {structspi_board_info chip = {.modalias     = spidev,.mode           = spimode,.bus_num     = busnum,.chip_select  = chipselect,.max_speed_hz   = maxspeed,};structspi_master *master;master= spi_busnum_to_master(busnum);if(!master) {status= -ENODEV;gotoerror_busnum;}/*We create a virtual device that will sit on the bus */spi= spi_new_device(master, &chip);

5.4

6. SPI测试代码

在kernelDocumentationspi文件夹下就是SPI测试程序，其中spidev_test.c是用于测试自发自收的。我在systemextras下新建spi文件夹，并把spidev_test.c拷贝到spi文件夹下，并创建一个Android.mk文件，内容如下：

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1 2 3 4 5 6 7LOCAL_PATH := $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE := spidev_testLOCAL_SRC_FILES := spidev_test.cLOCAL_MODULE_TAGS := optionalinclude $(BUILD_EXECUTABLE)

然后进入此spi目录下用mm命令编译生成的可执行文件spidev_test在out argetproductmsm8909symbolssystemin目录下。然后我们可以通过adb push命令把此文件拷贝到设备某个目录下用./spidev_test执行，如果提示权限不够，就用chmod 777 spidev_test命令。

用此程序可以测试spi设备驱动是否正常，但是否能够正常驱动SPI从设备还需要根据具体的从设备来增加对应的控制。

7. 遇到的问题及解决

7.1 /sys/class/spi_master下找不到spi2

把kernelarcharmootdtsqcommsm8909-cb03.dtsi的i2c3 = &i2c_3注释掉就可以看到了

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11aliases {…//spi0 = &spi_0; /* SPI0 controllerdevice */spi2= &spi_2; /* SPI0 controller device */i2c5 = &i2c_5; /* I2c5 cntroller device *///i2c3 = &i2c_3; /* I2C3 controller */i2c1= &i2c_1; /* I2C1 controller */i2c2= &i2c_2; /* I2C2 NFC qup2 device */i2c4= &i2c_4; /* I2C4 controller device */i2c6= &i2c_6; /* I2c6 cntroller device */};

7.2 /sys/class/spidev下看不到SPI2控制器下挂载的SPI从设备

(1) Spidev.c下修改

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1 2 3 4 5staticconststruct of_device_idspidev_dt_ids[] = {//{.compatible = rohm,dh2228fv },{.compatible = nxp,lpc1114 },{},};

(2) kernelarcharmootdtsqcommsm8909-cb03.dtsi的spi_2: spi@78b7000节点下增加从设备节点

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1 2 3 4 5 6 7 8spi@78b7000{   spidev@0{compatible= nxp,lpc1114;reg=<0>;spi-max-frequency=<1000000>;qcom,psam_en_gpio= <&msm_gpio 230="">;};};

只要这两个地方的名字一样就可以。

7.3 应用层open()设备/dev/spidev2.0失败

在systemcore ootdir init_CB03.rc增加下面的内容来修改权限

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1chmod 0666/dev/spidev2.0

7.4 应用层用write()和read()测试自发自收失败

用系统自带的spidev_test采用的ioctl方式测试自发自收可以，但用write()写返回值却是0，正确的应该是返回我们实际写入的字节数，目前原因不知道，相关的帖子：http://bbs.csdn.net/topics/391858635?page=1#post-400571674。

没办法我们PSAM的API层只能改用ioctl的方式就可以了。

7.5 SPI工作频率过低

通过PSAM的API我设置SPI控制器工作的频率为200kHZ，SPI控制器的spi_qsd提示频率过低，改为1MHZ就可以了。

7.6 TDA8007给PSAM卡上电失败

用我们实际的PSAM程序测试，根据调试信息可知选卡槽命令正常，但是给PSAM卡供5V电的时候一直没有数据回来，后来查明是

图6

把SW1的下拉改为上拉到3.3V就可以了。