图2为S3C2440A与CYWUSB6934之间SPI接口的连接图。图中nSS控制CYWUSB6934作为从器件,SPIMOSI和SPIMISO是它们之间的数据传输通道,SPICLK为时钟信号。当SPI作为主控制器时,由SPPRE寄存器中相应的比特位控制。而当SPI为从设备时,时钟信号则是由其他设备提供。某些情况下,在将数据写入SPTDAT寄存器之前,nSS应该被置为高电平。在本系统中主要用到的S3C2440A内部与SPI相关的寄存器如下:
(1)SPCON寄存器:主要用于设置时钟开启、SPI传输格式、SPI传输模式。其中传输模式有3种,分别是polling模式、DMA模式、中断模式。
(2)SPSTA寄存器:SPI接口的状态寄存器,用于指示数据接收或发送是否已经完成。
(3)SPPIN寄存器:用于检测是否有多个主机。
(4)SPPRE寄存器:用于设置SPI传输时钟频率。其值通过如下计算式确定:
Baud rate=PCLK/2/(Prescaler value+1)
其中Prescaler value的初始值为0x00。
(5)SPTDAT和SPRDAT寄存器:发射和接收数据寄存器。
在Linux系统启动时,要对以上寄存器进行赋值,就必须通过SPI驱动程序。而驱动程序就是作为系统和外部设备的一个桥梁,在这里只有将SPI通道正确打开,系统才能够通过这个桥梁对外部无线芯片的基本工作寄存器进行操作,完成数据的收发。
Linux中的I/O子系统向内核中的其他部分提供了一个统一的标准设备接口,这是通过include/linux/fs.h中的数据结构file_operations完成的[11]。图3所示为本系统中SPI驱动设备描述符函数组成框图。
图3中驱动程序的struct file_operations( )只使用了系统提供的4个子函数接口:open( )、write( )、ioctl( )和release( )。其中open( )用于完成SPI设备的打开、初始化相关寄存器、准备进行设备I/O操作;write( )完成通过SPI接口进行写操作;ioctl( )是进行读写以外的其他操作,通过对I/O口高低电平的改变实现不同功能;release( )用于关闭设备,释放占用内存[12]。