zynq spi 驱动

### Zynq SPI 配置与使用 #### 1. Zynq-7000 的 SPI 功能概述 Zynq-7000 是一种可扩展处理平台，集成了 ARM Cortex-A9 处理器和 FPGA 可编程逻辑单元。其外设功能强大，支持多种通信接口，其中包括串行外设接口（SPI）。SPI 接口通常用于连接闪存芯片、传感器或其他低速外围设备。 在当前的应用场景下，Zynq 支持 Quad-SPI（QSPI），这是一种增强型的 SPI 协议，能够实现更高的传输速率和更复杂的操作模式[^1]。 --- #### 2. 设备树中的 SPI 配置解析 以下是设备树中关于 QSPI Flash 的典型配置： ```dts flash@0 { compatible = "n25q512a", "micron,m25p80"; reg = <0x00000000>; #address-cells = <0x00000001>; #size-cells = <0x00000001>; spi-max-frequency = <0x02faf080>; /* 设置最大频率为 50 MHz */ partition@0x00000000 { label = "boot"; reg = <0x00000000 0x70617274>; /* 起始地址和大小 */ }; partition@0x00040000 { label = "bootenv"; reg = <0x00040000 0x70617274>; }; partition@0x00060000 { label = "kernel"; reg = <0x00060000 0x00000002>; }; }; ``` 上述代码定义了一个名为 `flash` 的节点，描述了 SPI Flash 的属性及其分区结构。具体说明如下： - **compatible**: 表示兼容的硬件型号，在这里是 Micron N25Q512A 和通用 M25P80。 - **reg**: 定义了 Flash 的基地址。 - **spi-max-frequency**: 指定 SPI 总线的最大运行频率，单位为 Hz。此处设置为约 50 MHz。 - **partition**: 描述了 Flash 中的不同区域划分，包括引导区 (`boot`)、环境变量存储区 (`bootenv`) 和内核加载区 (`kernel`)。 此配置文件主要用于操作系统初始化阶段，帮助正确挂载外部存储设备并分配资源[^2]。 --- #### 3. 使用 Vivado 进行 SPI 硬件设计 为了使能 Zynq 上的 SPI 功能，需借助 Xilinx 提供的设计工具——Vivado 来完成硬件模块搭建。主要步骤包括但不限于以下几个方面： - 添加 AXI Quadrature Encoder Interface IP 或者 PS I/O 控制器到项目中； - 将 PL 层面生成的信号映射至实际物理引脚上； - 编写相应的驱动程序以便于应用程序调用这些接口服务。 对于初学者而言，推荐先熟悉官方文档《UG585-Zynq-7000 TRM》有关章节内容后再动手实践。 --- #### 4. Linux 下测试 SPI 功能的方法 如果发现 SPI 并未正常运作，则可以尝试以下几种排查手段之一：利用命令行工具如 spidev_test.c 测试基本读写能力；或者检查 dmesg 输出寻找错误提示信息进一步定位问题所在位置。 下面给出一段简单的 C++ 实现例子展示如何通过 /dev/spidevX.Y 文件访问指定通道上的目标器件： ```cpp #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> int main(){ int fd; char mode = 0; // Mode can be set to either 'r' or 'w' unsigned char tx[] = {0xFF, 0xA5}; unsigned char rx[2]; if ((fd=open("/dev/spidev0.0", O_RDWR))<0){ perror("Failed opening device"); return -1; } write(fd,&tx,sizeof(tx)); read(fd,&rx,sizeof(rx)); printf("Received Data: %02X %02X\n",rx[0],rx[1]); close(fd); } ``` 该片段展示了打开特定路径下的虚拟字符设备对象句柄之后执行标准 IO 操作的过程。 --- ###

### ZYNQ SPI 接口实验教程 #### 实验目的 本实验旨在帮助理解ZYNQ平台上SPI接口的工作原理以及实现方法。通过实际操作掌握如何配置和使用SPI外设完成数据传输。 #### 硬件准备 - Xilinx ZC702 或者其他支持ZYNQ系列FPGA开发板 - 连接至PC用于调试的USB转UART模块 - 若干跳线帽连接目标设备（如传感器、存储芯片） #### Vivado中的硬件设计部分 在Vivado工具内创建一个新的工程并选择对应的器件型号，之后按照如下步骤构建最简系统框架： 1. 添加处理子系统 IP (Processing System 7)，此IP包含了ARM Cortex-A9处理器及其外围组件； 2. 使用AXI GPIO来模拟SPI通信协议所需的控制信号线；对于更复杂的项目可以直接加入AXI Quad SPI IP核； 3. 完成上述资源分配后执行Run Block Automation自动连线过程； 4. 导出比特流文件前需指定固定MHS文件以便后续软件层调用特定寄存器地址映射关系[^1]。 #### SDK下的驱动程序编写 当硬件描述完成后，在Xilinx Software Development Kit环境中继续进行应用程序编码工作： ```c #include "xparameters.h" #include "xspi.h" XSpi_Config *SpiConfig; int SpiInitStatus; // 初始化函数定义 void spi_init(){ SpiConfig = XSpi_LookupConfig(XPAR_AXI_QUAD_SPI_0_DEVICE_ID); if (!SpiConfig){ // 错误处理... } SpiInitStatus = XSpi_CfgInitialize(&Spi, SpiConfig,SpiConfig->BaseAddress); if(SpiInitStatus != XST_SUCCESS){ // 错误处理... } /* 设置为Master模式 */ XSpi_SetOptions(&Spi,XSP_MASTER_OPTION|XSP_MANUAL_SSELECT_OPTION); } // 发送接收缓冲区指针变量声明 u8 SendBuffer[XPAR_SPI_FIFO_SIZE]; u8 RecvBuffer[XPAR_SPI_FIFO_SIZE]; // 数据发送函数原型 void send_data(u8* data,u32 length){ int Status; u32 Index; for(Index=0;Index<length;++Index){ SendBuffer[Index]=data[Index]; } Status = XSpi_Transfer(&Spi,(u8 *)SendBuffer,(u8 *)RecvBuffer,length); } ``` 以上代码片段展示了初始化SPI总线以及向外部设备传送一组字节序列的方法[^2]。