嵌入式Linux（十五）SPI

1. SPI协议

  SPI是一种高速全双工的同步通信总线。比起I2C的优势在于其速度可以到上百MHz。SPI通信由主机发起，标准SPI由4根线控制：

①CS/SS：片选信号线。与I2C不同的是，SPI不需要主机发送设备地址，通过拉低对应从机的片选信号即可选中。
②SCK：类似I2C的SCL，串行时钟线。
③MOSI/SDO：主出从入信号线。用于主机向从机发送数据。
④MISO/SDI：主入从出信号线。从机向主机发送数据。

SPI有四种工作模式：通过串行时钟极性CPOL和相位CPHA进行选择。
①CPOL=0：串行时钟空闲状态为低电平。
②CPOL=1：串行时钟空闲状态为高电平，此时结合CPHA可以选择具体传输协议。
③CPHA=0：串行时钟第一个跳变沿采集数据。
④CPHA=1：串行时钟第二个跳变沿采集数据。
比较常用的是①③组合的工作模式。

SPI时序：CPOL=0，CPHA=0模式
  首选拉低CS，选中要通信的从机；然后MOSI和MISO进行主从通信。

2. I.MX6I ECSPI

  ECSPI是I.MX6U自带的SPI外设。有6432个接收FIFO，6432个发送FIFO。有四个硬件片选信号，想要连接更多的SPI外设可以使用软件片选（而且软件片选可以用任意IO）。ECSPI有主从模式，我们选择主模式，使用软件片选。

ECSPI重要寄存器：

1）ECSPIx_CONREG(x=1-4)：控制寄存器。
①BURST_LENGTH(bit31:24)：设置SPI的突发传输数据长度。一般设为7，即对应8bit的突发数据长度。
②CHANNEL_SELECT(bit19:18)：SPI通道选择，一个ECSPI有四个硬件片选，每个对应一个硬件通道，由于ICM-20608片选接的是ECSPI3_SS0，就是ECSPI3的通道0，所以设为0。
③DRCTL(bit17:16)：SPI_RDY信号控制位，为0不关心SPI_RDY，为SPI_RDY为边沿触发，为2电平触发。
④PRE_DIVIDER(bit15:12)：SPI预分频，可设为0-15，分别对应1-16分频。
⑤POST_DIVIDER(bit11:8)：SPI分频，分频值为2^POST_DIVIDER。
⑥CHANNEL_MODE(bit7:4)：SPI通道主从模式设置。四bit分别对应SPI通道3-0。为0从模式，为1主模式。
⑦SMC(bit3)：主模式下的开始模式控制。为0通过XCH位开启SPI突发访问，为1向TXFIFO写入数据时就自动开启突发访问。
⑧XCH(bit2)：见SMC。
⑨EN(bit0)：SPI使能。为0关闭，为1开启。

2）ECSPIx_CONFIGREG(x=1-4)：配置寄存器。
①SCLK_CTL(bit23:20)：设置SCLK信号线空闲状态电平。分别对应通道3-0，为0时SCLK空闲为低，为1空闲为高。
②DATA_CTL(bit19:16)：设置DAT信号线空闲状态电平，分别对应通道3-0，为0时DATA空闲为低，为1空闲为高。
③SS_POL(bit15:12)：SPI片选信号极性设置。分别对应通道3-0，为0片选信号低电平有效，为1高电平有效。
④SCLK_POL(bit7:4)：SPI时钟信号极性设置（CPOL）。分别对应通道3-0，为0SCLK高电平有效（空闲为低），为1相反。
⑤SCLK_PHA(bit3:0)：SPI时钟相位设置（CPHA）。分别对应通道3-0，为0时串行时钟第一个跳变沿采集数据，为1第二个采集。

3）ECSPIx_PERIODREG(x=1-4)：采样周期寄存器。
①CSD_CTL(bit21:16)：片选信号延时控制位。用于设置片选信号和首个SPI时钟信号之间的时间间隔，范围为0-63。
②CSRC(bit15)：SPI时钟源选择，为0选择SPI_CLK，为1选择32.768KHz晶振。一般设为0。
③SAMPLE_PERIO(bit14:0)：设置采样周期，范围为0-0x7FFF，分别对应0-32767个周期。这里设置为0x2000

SPI_CLK时钟树分支：

  首先通过CSCDR2的ECSPI_CLK_SEL进行根时钟源的选择，为0选择pll3_60m，为1选择osc_clk。这里设置为0。
  然后由CSCDR2的ECSPI_CLK_PODF进行分频，分频值为2^ECSPI_CLK_PODF。这里设为0，1分频。

4）ECSPIx_STATREG(x=1-4)：状态寄存器。
①TC(bit7)：传输完成标志位。为0时表示正在传输，为1表示传输完成。
②RO(bit6)：RXFIFO溢出标志位。为0表示无溢出，1表示溢出。
③RF(bit5)：RXFIFO空标志位。为0表示不为空，为1表示空。
④RDR(bit4)：RXFIFO数据请求标志位。为0表示RXFIFO里数据不大于RX_THRESHOLD，否则大于。
⑤RR(bit3)：RXFIFO就绪标志位。为0表示里面没有数据，为1表示里面至少有一个字节数据。
⑥TF(bit2)：TXFIFO满标志位。为0不为满，为1表示满。
⑦TDR(bit1)：TXFIFO数据请求标志位。类似RDR。
⑧TE(bit0)：TXFIFO空标志位，为0表示至少有1字节数据，为1表示空。

5）ECSPIx_TXDATA 和 ECSPIx_RXDATA(x=1-4)：数据寄存器。
  这两个都是32位寄存器。向TX发送数据，由RX读取数据。

3. ICM-20608

  6轴MEMS传感器。包括3轴加速度计（±2/4/8/16g）和3轴陀螺仪（量程±250/500/1000/2000°/s）。该传感器支持的SPI最高8MHz。其硬件连接原理图如下：

  重点寄存器WHOAMI(7:0)–0X75：该寄存器是ID寄存器，2068G的ID为0XAF，2068D为0XAE。还有就是0X3B到0X48就是数据寄存器。具体看驱动手册。
  该器件的I2C地址由AD0引脚控制，默认为110100X，AD0=0时X=0，AD0=1时X=1。

4. Code

spi.c: