linux spi主从通信

Linux SPI（Serial Peripheral Interface）主从通信是一种串行通信协议，用于微控制器与外围设备之间的数据传输。SPI通信具有简单、高速、全双工的特点，广泛应用于各种嵌入式系统和物联网设备中。

基础概念

SPI总线：由四条线组成：

MISO（Master In Slave Out）：主设备输入，从设备输出。
MOSI（Master Out Slave In）：主设备输出，从设备输入。
SCLK（Serial Clock）：串行时钟，由主设备提供。
SS（Slave Select）：从设备选择线，用于选择与哪个从设备通信。

优势

高速传输：SPI支持较高的数据传输速率。
简单协议：相比I2C，SPI协议更简单直接。
全双工通信：允许同时进行双向数据传输。
灵活的拓扑结构：可以连接多个从设备，但需要额外的SS线。

类型

标准SPI：最基本的SPI模式。
Dual SPI：使用两个数据线进行数据传输，提高速度。
Quad SPI：使用四个数据线，进一步提升传输效率。

应用场景

传感器数据采集：如温度、湿度传感器。
存储设备：如EEPROM、Flash存储器。
显示模块：如OLED、LCD屏幕。
无线通信模块：如Wi-Fi、蓝牙模块。

示例代码

以下是一个简单的Linux内核模块示例，演示如何使用SPI接口进行通信：

#include <linux/module.h>
#include <linux/spi/spidev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>

static struct spi_device *spi_dev;
static int major;

static ssize_t spi_read(struct file *file, char __user *ubuf, size_t count, loff_t *ppos) {
    char buf[10];
    int ret;

    ret = spi_transfer(spi_dev, buf, buf, count);
    if (ret < 0) {
        return ret;
    }

    ret = copy_to_user(ubuf, buf, count);
    return ret ? -EFAULT : count;
}

static ssize_t spi_write(struct file *file, const char __user *ubuf, size_t count, loff_t *ppos) {
    char buf[10];
    int ret;

    ret = copy_from_user(buf, ubuf, count);
    if (ret) {
        return -EFAULT;
    }

    ret = spi_transfer(spi_dev, buf, NULL, count);
    return ret ? -EFAULT : count;
}

static struct file_operations spi_fops = {
    .read = spi_read,
    .write = spi_write,
};

static int __init spi_init(void) {
    struct spi_master *master;
    struct spi_board_info spi_device_info = {
        .modalias = "spidev",
        .max_speed_hz = 500000,
        .bus_num = 0,
        .chip_select = 0,
    };

    master = spi_busnum_to_master(spi_device_info.bus_num);
    if (!master) {
        printk(KERN_ERR "Failed to get SPI master\n");
        return -ENODEV;
    }

    spi_dev = spi_new_device(master, &spi_device_info);
    if (!spi_dev) {
        printk(KERN_ERR "Failed to create SPI device\n");
        return -ENODEV;
    }

    major = register_chrdev(0, "spi_dev", &spi_fops);
    if (major < 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to register character device\n");
        spi_unregister_device(spi_dev);
        return major;
    }

    printk(KERN_INFO "SPI driver registered with major number %d\n", major);
    return 0;
}

static void __exit spi_exit(void) {
    unregister_chrdev(major, "spi_dev");
    spi_unregister_device(spi_dev);
    printk(KERN_INFO "SPI driver unregistered\n");
}

module_init(spi_init);
module_exit(spi_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple SPI driver");