【 ATU NXP-S32K系列 】S32K SPI & DMA 通訊教學

1.  概述

1.1   功能描述

本範例將使用 S32DS SDK  燒入程式,由 S32K144 EVM master & slaver 進行 SPI

通訊,並使用 DMA 讓 SPI 通訊工作在 10 M baudrate,一次傳送與接收 64 bytes 資料。

1.2   硬體開發工具

S32K144-EVB 評估板

PEmicro Multilink Universal 燒錄器

1.3   軟體開發工具

S32 Design Studio IDE for ARM Architecture , 版本 2018

1.4   參考程式碼

Example codes / S32K144_SPI_DMA

 

 

2.  SPI 原理(Serial Peripheral interface)

2.1    SPI 腳位功能

2.1.1  SCK 腳位 ( Serial Clock Input)

時鐘訊號 ( SCK ) 由 master 產生並控制,連接到 slaver 來進行同步同時鐘的全雙工資料傳輸。

2.1.2  CS腳位 ( Chip Select )

晶片 ( slaver ) 致能 ( 簡稱CS或SS ) 由 master 控制輸出決定由哪個 chip ( slaver ) 接收訊號, slaver 一般為低電位時對於 master 產生反應,有些 slaver 可改寫為高電位產生反應,應用來說有些 Chip 使用由高轉低的下降緣來觸發,降低錯誤回復率。

2.1.3 Serial data output腳位

串列訊號輸出(例 master output 與 slaver input PIN腳連接)

2.1.4 Serial data input腳位

串列訊號輸入(例 master input 與 slaver output PIN腳連接)

 

2.2   Master 與 slaver

2.2.1 Master

負責控制 SCK 與 CS ,一般使用為 1 個 master 連接多個 slaver,輸出與讀取資料利用 2 組 shift register 來達到全雙工的功能,同時接收與發送, SCK 為控制register同步位移的時脈訊號。

2.2.2 slaver

正確接收由 master 輸出的訊號並回應,全雙工。

2.3   資料傳輸架構

2.3.1 Multi-CS

Master 有多組 CS_PIN腳輸出,一組 CS 連接一個 slaver,靈活度較高但比 Daisy-Chain 需要更多硬體接腳。

2.3.2 Daisy-Chain

Daisy-Chain slaver 只能在同一個模式下操作,slaver 一定都要有輸出與輸入腳位,slaver 必須都支援 Daisy-Chain,靈活度較低但減少 master 硬體接腳。Daisy-Chain 運作方式為 master 輸出(資料長度x slaver 個數)的資料,第一個Chip 接收完資料後將多餘資料傳給下個chip,等所有資料都傳輸完畢後,利用 CS 訊號上升緣通知 chip 將資料 latch 起來。

2.4   工作模式設定

 master 根據想要傳送的 slaver 不同,選擇 slaver 使用的工作模式,否則無法進行溝通,可調整設定分別為 SCLK polarity、Phase 與 CS polarity。

其中 SCLK polarity表示在沒有觸發動作時處於高電位還低電位,Phase 為 first

Bit or second bit 變化, CS polarity 為上升緣或下降緣讀取 ( latch ) 資料。

3.  DMA 原理 ( Direct Memory Access )

DMA 可以降低 MCU 大量中斷負載,將資料自動從硬體 buffer ,送到設置 memory 中,直到設置 memory buffer 被填滿,在中斷提醒 MCU 將資料讀出,如此一來 MCU 中斷一次便可讀取到大量資料,而不用每一個 bytes 都要中斷接收一次,大幅降低 MCU 負載,這裡須注意如果 SPI 使用在 polling 方式 work ,baudrate 高,單筆資料量大的情況下,資料會有遺失,需使用 call-back 或者 DMA 方式較佳。

4.  程式流程圖

 

 

 

5.  硬體接線圖

5.1 S32K148_EVB 接線圖

 

5.2 Block diagram


6. 相關 function 介紹

6.1  DSPI_MasterInit

6.1.1 功能描述

將 S32K144_SPI0 設置為 master

SPI 傳送與接收架構 ( frame )設定

指定 RX與 TX 的緩衝區與傳送速率

SPI ( SCLK polarity、Phase 與 CS polarity )設定

SCLK 是否設置連續

6.1.2 函式原型

LPSPI_DRV_MasterInit ( uint32_t instance , lpspi_state_t * lpspiState , const lpspi_master_config_t * spiConfig )

6.1.3 參數

參數名稱

類型

描述

instance

dspi_instance_t

指定 SPI 的 device

dspi1State

dspi_state_t

傳送與接收的 frame 與緩衝區設置

dspi1_MasterInitConfig0

dspi_master_config_t

傳送速率、SPI設定、SCLK設定

 

6.1.4  return 值

回傳 STATUS_SUCCESS

6.1.5  範例

LPSPI_DRV_MasterInit ( SEND, &masterState, &Send_MasterConfig0 );

 

 

 

 

 

6.2  DSPI_SlaveInit

6.2.1 功能描述

將 S32K144_SPI1 設置為 slaver

SPI 傳送與接收架構 ( frame )設定

指定 RX與 TX 的緩衝區

SPI ( SCLK polarity、Phase 與 CS polarity )設定

6.2.2 函式原型

DSPI_SlaveInit ( dspi_instance_t instance , dspi_state_t * state ,const dspi_slave_config_t * config )

6.2.3 參數

參數名稱

類型

描述

instance

dspi_instance_t

指定 SPI 的 device

state

dspi_state_t *

傳送與接收的 frame 與緩衝區設置

config

Const dspi_slave_config_t *

SPI設定

 

6.2.4  return 值

回傳STATUS_SUCCESS

6.2.5  範例

LPSPI_DRV_SlaveInit ( RECEIVE, &slaveState, &Receive_SlaveConfig0 );

 

6.3  DMA_Init

6.3.1 功能描述

設置 DMA 通道與 SPI 接收與傳送連接

6.3.2 函式原型

EDMA_DRV_Init ( edma_state_t *edmaState , const edma_user_config_t *userConfig ,edma_chn_state_t * const chnStateArray[] , const edma_channel_config_t * const chnConfigArray[] , uint32_t chnCount )

6.3.3 參數

參數名稱

類型

描述

edmaState

edma_state_t *

DMA 所有通道狀態設置

userConfig

const edma_user_config_t

DMA設置

const chnStateArray[]

edma_chn_state_t *

將 DMA 通道進行對應功能設置

const chnConfigArray[]

const edma_channel_config_t

DMA 通道優先權設置

chnCount

uint32_t

DMA 通道數

 

6.3.4  return 值

    STATUS_SUCCESS

    STATUS_ERROR  

    STATUS_BUSY        

    STATUS_TIMEOUT       

    STATUS_UNSUPPORTED

 

6.3.5  範例

EDMA_DRV_Init ( &dmaController1_State , &dmaController1_InitConfig0 ,

                     edmaChnStateArray , edmaChnConfigArray ,

                                 DMA_CONFIGURED_CHANNELS_COUNT ) ;

6.4  DSPI_MasterTransfer

6.4.1 功能描述

    Master傳送資料的陣列

    Master接收資料的陣列

    Master傳送與接收 Frame 的數量

6.4.2 函式原型

DSPI_MasterTransfer ( INST_DSPI1 , masterTxBuffer4_8b , masterRxBuffer_8b , 2 )

6.4.3 參數

參數名稱

類型

描述

INST_DSPI1

dspi_instance_t

指定 SPI 的 Channel

masterTxBuffer4_8b

Uint8_t

傳送資料的陣列

masterRxBuffer_8b

Uint8_t

接收資料的陣列

2

uint16_t

Frame 的數量

 

6.4.4  return 值

     回傳STATUS_SUCCESS

6.4.5  範例

DSPI_MasterTransfer ( INST_DSPI1 , masterTxBuffer_8b , masterRxBuffer_8b , 1 ) ;

DSPI_MasterTransfer ( INST_DSPI1 , masterTxBuffer1_8b , masterRxBuffer_8b , 2 ) ;

 

6.5  DSPI_SlaveTransfer

6.5.1 功能描述

    slaver傳送資料的陣列

    slaver接收資料的陣列

    slaver傳送與接收 Frame 的數量

6.5.2 函式原型

DSPI_SlaveTransfer ( dspi_instance_t instance , const void * sendBuffer, void * receiveBuffer , uint16_t frames )

6.5.3 參數

參數名稱

類型

描述

instance

dspi_instance_t

指定 SPI 的 Channel

sendBuffer

const void *

傳送資料的陣列

receiveBuffer

void *

接收資料的陣列

frames

uint16_t

Frame 的數量

 

6.5.4  return 值

     回傳STATUS_SUCCESS

6.5.5  範例

    DSPI_SlaveTransfer(DSPI1_INSTANCE, slaveTxBuffer_8b, slaveRxBuffer_8b,BUFFER_SIZE );

    本範例設置 BUFFER_SIZE = 64

 

6.6  DSPI_UpdateCS

6.6.1 功能描述

切換 CS channel,用來切換與不同 slaver 溝通

6.6.2 函式原型

 DSPI_UpdateCS(dspi_instance_t instance,uint8_t whichPCS);

6.6.3 參數

參數名稱

類型

描述

INST_DSPI1

dspi_instance_t

指定 SPI 的 Channel

whichPCS

uint8_t

更新 CS 通訊通道

 

6.6.4  return 值

     回傳STATUS_SUCCESS

6.6.5  範例

    DSPI_UpdateCS(DSPI0_INSTANCE,0);

    選擇 CS channel 0 與 slaver1 通訊

    DSPI_UpdateCS(DSPI0_INSTANCE,1);

    選擇 CS channel 1 與 slaver2 通訊

 

 

7.   範例程式SDK for ARM ( 基於S32K144 )

7.1 使用 SDK Library DSPI 功能 fuction

點選 Components Library -> Alphabetical -> lpspi



右下方會顯示已加入 function

7.2 DMA 功能系統會自動增加至下方圖示,除非沒有,否則請勿重複添加


...............等等


欲獲得剩餘章節,請在大大通留言,或者聯絡下方信箱

Michael.Gao@wpi-group.com

~~ THANK YOU ~~




 

★博文内容均由个人提供,与平台无关,如有违法或侵权,请与网站管理员联系。

★文明上网,请理性发言。内容一周内被举报5次,发文人进小黑屋喔~

评论