c - 如何从 C 中的串行(SPI)连接读取数据？

Question

我正在尝试编写一个将安装在 Linux MCU (Raspberry Pi) 上的程序，该程序将读取从另一个 MCU(我将自己构建的本地开发的东西)传来的串行数据。

我已经研究了如何做到这一点，并认为我有“大局”，但仍然遗漏了一些东西。其一，我需要启用内核模块并允许我自己访问设备:

sudo modprobe spi_bcm2708
sudo chown `id -u`.`id -g` /dev/spidev0.*

从那里我可以使用 this famous C file测试 SPI 连接。

所以现在连接已经存在，但我仍然需要从中读取串行数据。根据this SO question的回答，我只需要:

...open the relevant port for reading, and use read() to get the data.

但是，该答案中的代码片段似乎是通过设备驱动程序而非 SPI 打开端口。

我的理解是我可以使用 SPI 从连接的 MCU 设备读取数据，并且我不需要为该设备编写自己的设备驱动程序。这是真的？如果是这样，我将如何从 SPI 连接读取数据，该代码与上面链接的问题答案中的代码有何不同？

如果我的理解不正确，并且我确实“通读”了设备驱动程序，那么为什么我首先需要驱动程序？这不正是 SPI 希望规避的吗？提前致谢。

Answer 1

I am trying to write a program that will be installed on a Linux MCU (Raspberry Pi) that will read serial data coming to it from yet another MCU (something homegrown that I will build myself).

[MCU 不是正确使用的术语。 Raspberry Pi 使用 SoC(片上系统)。微 Controller 将是比 SoC 更便宜、更简单的设备。如果要使用 TLA，则使用 SBC，单板计算机。]

[您误用了术语“串行端口”和“串行数据”。今天，由于 PC 的普及，“串行端口”已经专指 EIA/RS-232 异步串行连接。接口(interface)接口(interface)。 USB。 I2C、TWI、SATA 等等不应被称为“串行”连接，除非您解释它们是如何工作的。]

在 Linux 中，SPI 设备驱动程序通常作为“平台驱动程序”而不是字符驱动程序来实现。因此，这样的驱动程序不会有文件操作，或者fops , 执行open(), read(), write() 或close()。这样的操作是对于目标设备，平台设备连接到系统。因此，平台设备不像目标设备那样在 /dev 中有设备节点。SPI 与 USB 和 PCI 属于同一类别；它们都是总线，通常作为平台驱动程序实现。

My understanding was that I could use SPI to read data from the connected MCU device, and that I would not need to write my own device driver for that device. Is this true?

答案取决于您使用的内核是否有一个 SPI 字符设备暴露给您的用户程序使用。但是，如果 SPI 驱动程序是平台驱动程序，则必须为您的自定义 SBC 实现设备驱动程序。此目标设备将需要 /dev 中的节点、分配的主要和次要编号以及与这些编号关联的驱动程序。该驱动程序将利用 SPI 驱动程序提供的平台操作或使用 Linux SPI API 来执行传输。 SPI 及其驱动程序只是在该处理器和目标设备之间传输数据的管道。与 SATA 和 PCI 一样，用户很少知道这些将外围设备连接到计算机的(内部)总线。

linux/drivers/spi/spi_bcm2708.c 是一个平台驱动程序。它没有fops 来支持/执行open()、read()、write() 或close() 操作。它将自己注册为 SPI 主机，因此其他(目标)驱动程序可以将 SPI API 用于其服务。

在我看来，您最好在 RPI 和您的自定义 SBC 之间实现 EIA/RS-232 链接。如果使用非规范(原始)传输，那么如果/当您转换/升级到 SPI 连接时，您编写的代码中可能有 99% 都是可重用的。没有流量控制的 3 线串行连接类似于 SPI 连接，但没有强加的主/从层次结构、更简单的 HW 接口(interface)和更长的电缆长度。

请注意，无论使用何种电缆，您都可能无法通过长 SPI 距离实现快速传输速率。 SPI 的 10 秒 Mbps 速率通常是在具有接地层和短走线的多层板上实现的。