Comunicação SPI em Linux

spi em linux

O protocolo SPI

 

Dando continuidade aos artigos sobre acesso a dispositivos típicos de sistemas embarcados no Linux, vamos abordar neste artigo Comunicação SPI em Linux. Por enquanto apenas visando softwares em espaço de usuário.

 

O protocolo SPI (Serial Peripheral Interface) foi definido pela Motorola. É um protocolo serial síncrono semelhante ao protocolo I2C, mas que utiliza três fios para comunicação e pode alcançar velocidades superiores ao I2C. A interface física é composta pelos sinais MOSI, MISO e SCLK que ligam a todos os dispositivos na forma de barramento. Pode existir também um quarto fio para seleção do dispositivo com o qual a comunicação será feita.

 

Assim como o I2C, o SPI apresenta o conceito de mestre e escravo da comunicação. O mestre inicia a transferência de dados e controla o sinal de clock para estabelecer o sincronismo. A transferência de dados processa-se em full-duplex sobre os sinais MOSI (Master Output Slave Input) e MISO (Master Input Slave Output). A taxa de transferência é definida pelo processador, no papel de mestre, através do sinal SCLK. A seleção do periférico é feita através do sinal SSn. Nessa configuração, pode haver um mestre e vários escravos no barramento SPI, como mostrado na Figura 1.

 

Comunicação SPI em Linux
Figura 1 - Ligação entre um mestre e escravos no barramento SPI.

 

O fluxo de dados é controlado pelo mestre através do sinal de clock SCLK. Só há transferência enquanto o mestre pulsar o sinal SCLK. Em repouso o sinal SCLK encontra-se estável com o valor lógico definido por CPOL.

 

 

Habilitando o driver SPI em Linux

 

Assim como para o I2C, o Linux disponibiliza um driver genérico para SPI. Ele cria entradas no diretório /dev para que o usuário possa acessar o dispositivo SPI como um arquivo através da funções open(), close(), read() e write(). Por ser um driver genérico, ele pode não atender a todos os requisitos do seu projeto. Se você pretende usar o chipset ENC28J60 para construir uma interface ethernet, por exemplo, você precisará de um driver específico. Para esse chipset já existe um driver no Linux. Mas, para um outro chipset que não tenha suporte no Linux, você deverá desenvolvê-lo.

 

Saiba que, para se comunicar com um dispositivo SPI em Linux, por meio da sua infraestrutura, o processador da placa que você está usando precisa ter o driver do controlador SPI presente no kernel. No artigo Linux Device Drivers – Diferenças entre Drivers de Plataforma e de Dispositivo explico em detalhes o funcionamento geral dos drivers. Consulte essa referência!

 

Agora vamos habilitar o driver SPI no kernel. Selecione Device Driver:

 

Habilitando o driver de SPI (menu Device Drivers).
Figura 2 - Habilitando o driver de SPI (menu Device Drivers).

 

Habilite o suporte a SPI apertando ‘y’, depois aperte ENTER:

 

Habilitando o driver de SPI (item SPI support)
Figura 3 - Habilitando o driver de SPI (item SPI support).

 

Habilite o suporte ao driver SPI em Linux como módulo apertando ‘m’ ou ‘y’ para deixar o driver embutido no kernel:

 

Habilitando o driver de SPI (módulo ou built-in).
Figura 4 - Habilitando o driver de SPI (módulo ou built-in).

 

Agora basta compilar o kernel!

 

 

Comunicação SPI em Linux

 

Agora veremos um exemplo de software para escrever e ler um dispositivo qualquer que utiliza o protocolo SPI. O dispositivo mais simples para fazer um teste é uma memória Flash. Mas pode ser usado qualquer outro dispositivo, como um módulo RFID.

 

Exemplo de software para SPI:

 

 

Para que o código seja compilado, é necessário incluir o seguinte código de cabeçalho:

 

 

Este artigo foi originalmente publicado no site Software Livre.

 

 

Saiba mais sobre SPI

 

Comunicação SPI 

Linux Kernel Documentation

Gerando PWM com a Raspberry PI

 

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Vinicius Maciel
Cursando Tecnologia em Telemática no IFCE. Trabalho com programação de Sistemas Embarcados desde 2009. Tenho experiência em desenvolvimento de software para Linux embarcado em C/C++. Criação ou modificação de devices drivers para o sistema operacional Linux. Uso de ferramentas open source para desenvolvimento e debug incluindo gcc, gdb, eclipse.

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Reginaldo Cardoso
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Reginaldo Cardoso

Olá Vinicius, em nossa empresa estamos pensando em usar plataforma de Hardware aberta Linux e talvez precisaremos de contratar freelancer para ajudar nas interfaces com dispositivos externos...passe seu contato para eu te explicar melhor ...Abs. Reginaldo [email protected]

Vinicius Maciel
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VINICIUS FREIRE MACIEL

Olá, desculpa, não estou recebendo notificações dos comentários.

Mário Nunes
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Mário Nunes

Parabéns, muito bom seu artigo.

Vinicius Maciel
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vinifr

Valeu Mário! Espero escrever outros depois. 😀

Ronaldo Lins
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Ronaldo Lins

Excelente! Parabéns pela iniciativa Vinicius.

Vinicius Maciel
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vinifr

Ok, obrigado Ronaldo.