ARM平台嵌入式Linux下SPI设备连接

ARM平台嵌入式Linux下SPI设备连接的知识点涉及嵌入式系统开发、硬件接口连接、DeviceTree定制、GPIO使用等多个方面，以下是对这些知识点的详细介绍： 1. 嵌入式ARM平台概述： ARM是常用的微处理器架构之一，广泛应用于嵌入式系统中。由于其低功耗、高性能的特点，ARM架构尤其适合于移动设备、嵌入式Linux系统等领域。本文中提到的ColibriVF61计算机模块就是一个使用ARM架构的嵌入式设备。 2. SPI总线及其设备： SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常用的串行通信总线协议，被广泛应用于微控制器和各种外围设备之间的通信。SPI总线通常包含四根线：SCLK（时钟线）、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）和CS（片选信号）。在嵌入式Linux系统中，SPI设备可以是一个传感器、存储器或其他类型的外设。本文介绍的是在ARM平台上连接一个或多个SPI设备的场景。 3. DeviceTree的使用： DeviceTree是一种数据结构，用于描述硬件设备的信息，使得操作系统能够知道如何与硬件设备通信。在嵌入式Linux中，DeviceTree通常用于在系统启动时传递硬件配置信息给内核。对于SPI设备，DeviceTree会定义每个SPI设备的配置，包括使用的SPI总线、设备地址（片选信号）、时钟速率等。本文提及了使用DeviceTree定制编译，以及如何修改DeviceTree文件来配置SPI设备的片选信号。 4. GPIO控制： GPIO（General Purpose Input/Output，通用输入输出）端口是微控制器和计算机主板上常见的接口，可用于控制简单的输入输出操作。在本文中，当硬件提供的CS管脚不足以连接多个SPI设备时，可以利用GPIO来模拟额外的片选信号。实现这一点通常需要将GPIO管脚配置为输出模式，并在需要片选某个设备时将对应GPIO设置为低电平。 5. Toradex公司的硬件与软件环境： Toradex提供了一系列基于NVIDIA Tegra和VIA的嵌入式计算机模块和开发板。在本文的案例中，使用了Toradex的ColibriVF61计算机模块和开发载板，运行官方发布的Embedded Linux BSP。文章提到的源码下载、DeviceTree定制编译和硬件操作说明都是基于Toradex提供的开发资源。 6. SPI设备的硬件连接与配置： 对于只有一个SPI设备的情况，可以简化为硬件的直接连接。然而，当需要连接多个设备时，必须考虑每个设备都需要一个唯一的片选信号。硬件上的片选信号（如SPI1_CS0）是有限的，因此可以通过DeviceTree的配置来启用额外的片选信号（如SPI1_PCS1至SPI1_PCS3）或者通过GPIO来实现。在DeviceTree中添加和修改节点属性来改变硬件管脚的功能，以适配更多SPI设备的连接需求。 7. 软件开发层面： 在Linux系统中，驱动和设备通常以设备树的形式被描述和加载。例如，在这里会涉及到spidev驱动的配置，该驱动能够把SPI设备抽象成标准的Linux设备，方便进行数据交换。配置文件的编写需要按照一定的格式和语法来正确描述硬件的特性，如支持的最大传输频率、使用的片选信号等。 8. 操作示例： 文中提供了一个示例，说明了如何配置DeviceTree来启用额外的SPI片选信号，包括修改iomux（输入输出复用器）配置以改变管脚功能，以及设置新的设备节点来描述新的SPI设备。对于GPIO作为片选信号的情况，则需要通过定义GPIO的属性来配置，例如分配不同的GPIO给不同的SPI设备作为片选信号。 通过以上知识点的介绍，可以看出在ARM平台嵌入式Linux下连接多个SPI设备是一个复杂的过程，涉及到硬件配置、驱动编写以及设备信息描述等多个方面。这些步骤都是为了让Linux系统能够正确地管理和访问连接到SPI总线上的各个外设。