OpenHarmony（鸿蒙南向）——平台驱动开发【SPI】

最新推荐文章于 2025-02-17 14:09:20 发布

OpenHarmony_小贾

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分类专栏：移动开发鸿蒙开发 OpenHarmony 文章标签： harmonyos 驱动开发鸿蒙内核鸿蒙开发 OpenHarmony SPI

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/maniuT/article/details/141063775

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概述

功能简介

SPI即串行外设接口（Serial Peripheral Interface），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。

运作机制

在HDF框架中，SPI的接口适配模式采用独立服务模式（如图1所示），在这种模式下，每一个设备对象会独立发布一个设备服务来处理外部访问，设备管理器收到API的访问请求之后，通过提取该请求的参数，达到调用实际设备对象的相应内部方法的目的。独立服务模式可以直接借助HDFDeviceManager的服务管理能力，但需要为每个设备单独配置设备节点，若设备过多可能增加内存占用。

独立服务模式下，核心层不会统一发布一个服务供上层使用，因此这种模式下驱动要为每个控制器发布一个服务，具体表现为：

驱动适配者需要实现HdfDriverEntry的Bind钩子函数以绑定服务。
device_info.hcs文件中deviceNode的policy字段为1或2，不能为0。

图 1 SPI独立服务模式结构图

SPI模块各分层作用：

接口层提供打开SPI设备、SPI写数据、SPI读数据、SPI传输、配置SPI设备属性、获取SPI设备属性、关闭SPI设备的接口。
核心层主要提供SPI控制器的添加、移除以及管理的能力，通过钩子函数与适配层交互。
适配层主要是将钩子函数的功能实例化，实现具体的功能。

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2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 2 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。

开发指导

场景介绍

SPI通常用于与闪存、实时时钟、传感器以及模数/数模转换器等支持SPI协议的设备进行通信。当驱动开发者需要将SPI设备适配到OpenHarmony时，需要进行SPI驱动适配，下文将介绍如何进行SPI驱动适配。

接口说明

为了保证上层在调用SPI接口时能够正确的操作硬件，核心层在//drivers/hdf_core/framework/support/platform/include/spi/spi_core.h中定义了以下钩子函数。驱动适配者需要在适配层实现这些函数的具体功能，并与这些钩子函数挂接，从而完成接口层与核心层的交互。

SpiCntlrMethod定义：

struct SpiCntlrMethod {
    int32_t (*GetCfg)(struct SpiCntlr *cntlr, struct SpiCfg *cfg);
    int32_t (*SetCfg)(struct SpiCntlr *cntlr, struct SpiCfg *cfg);
    int32_t (*Transfer)(struct SpiCntlr *cntlr, struct SpiMsg *msg, uint32_t count);
    int32_t (*Open)(struct SpiCntlr *cntlr);
    int32_t (*Close)(struct SpiCntlr *cntlr);
};
c

表 1 SpiCntlrMethod结构体成员的钩子函数功能说明

成员函数	入参	返回值	功能
Transfer	cntlr：结构体指针，核心层SPI控制器。 msg：结构体指针，Spi消息。 count：uint32_t类型，消息个数。	HDF_STATUS相关状态	传输消息
SetCfg	cntlr：结构体指针，核心层SPI控制器。 cfg：结构体指针，Spi属性。	HDF_STATUS相关状态	设置控制器属性
GetCfg	cntlr：结构体指针，核心层SPI控制器。 cfg：结构体指针，Spi属性。	HDF_STATUS相关状态	获取控制器属性
Open	cntlr：结构体指针，核心层SPI控制器。	HDF_STATUS相关状态	打开SPI
Close	cntlr：结构体指针，核心层SPI控制器。	HDF_STATUS相关状态	关闭SPI