zynq spi stacked

### 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 SoC（System-on-Chip）是由Xilinx公司设计的一款嵌入式处理器平台，它集成了ARM Cortex-A9应用处理器和FPGA（Field-Programmable Gate Array）。SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行总线标准，常用于连接外围设备如存储器、传感器等。 在Zynq上实现SPI回环（Loopback）意味着数据从外设通过SPI发送到它自己，然后又从接收端反馈回去，通常用于测试和调试目的。设置SPI回环的一般步骤包括： 1. **配置SPI模块**：首先需要在FPGA中配置SPI模块，包括选择正确的SPI模式（全双工、半双工或多机通信）、波特率、时钟极性和相位等。 2. **初始化外设**：在软件层面，你需要初始化SPI控制器并配置它的寄存器以支持回环操作。这通常涉及到设置适当的地址和数据宽度。 3. **数据传输**：编写程序让外设（例如SPI slave端口模拟）发送数据，同时配置SPI主机接收到的数据与发送的数据相匹配，形成回环。 4. **检测和验证**：检查是否所有发出的数据都能正确地返回，确认数据完整性以及是否有丢失或错误。