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NXP MCXN947测评之（二）SPI测评之loopback

发布于 2024-03-31 12:30:36 浏览：405 订阅该版

[tocm]

今天进入SPI测评主题，这里不做通用性的SPI介绍，[RT-Thread官方SPI文档](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/spi/spi "RT-Thread官方SPI文档")写得挺好的，不熟悉SPI的可以先跳转过去看一看。今天内容围绕MCXN947的SPI展开

# MCXN947 SPI简介
根据NXP官方的手册，芯片集成了被称为LP_FLEXCOMM(Low-Power Flexible Communication Interface)模块，这种模块可以当LPUART用，又可以当LPSPI用，也可以当LPI2C用。当然任意一时间点只能是LPSPI, LPUART, LPI2C这三者其中之一，用之前需要配置一下。这样的模块MCXN947芯片里总共集成了10个，编号分别为0, 1, ... 9。下面的内容中会简称这些LP_FLEXCOMM模块为FCn。模块对应的针脚称为FCn_P0, FCn_P1, ... FCn_P6（其中n=0, 1, 2, ...9)。显而易见，并不是所有针脚都会用上，比如当LPI2C用时其实只要两根SDA/SCL针脚，所以NXP手册在66.2.3 External Signals章节列了一个表格把FCn_Px针脚究竟是什么信号讲得很清楚，弄明白这点很重要，因为后面需要增加代码改动pinmux。

另外MCXN947芯片集成了2个eDMA（Enhanced Direct Memory Access Controller)模块，每个eDMA模块能支持128个channel，而且这128个channel可以和LP_FLEXCOMM模块任意搭配，这带来了非常大的灵活性，只是使用时需要注意DMA channel的不能重复。

# MCXN947 SPI在RT-Thread中实做
在测评这个时间点，RT-Thread主线仓库中，SPI只支持FC3所在模块当SPI用即SPI3。由FRDM-MCXN947原理图可知，对应SPI3的MISO针脚没引出，所以要完整测评SPI我们得找个FC模块且其SCLK、MISO、MOSI、CS针脚都引出的。仔细观察原理图，FC6进入我们的视野，针脚全引出不说，且正好位于mikroBUS J6插槽，非常方便用杜邦线接出做实验。

## 增加FC6 pinmux
我们修改bsp/nxp/mcx/mcxn/frdm-mcxn947/board/MCUX_Config/board/pin_mux.c增加FC6 pinmux设置
```bash
-    PORT3->PCR[20]   = PORT_PCR_MUX(3) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* FC6_P0
*/
-    PORT3->PCR[21]   = PORT_PCR_MUX(3) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* FC6_P1
*/
+    /* mikroBUS SPI6 */
+    PORT3->PCR[20]   = PORT_PCR_MUX(3) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_PE(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* FC6_P0 SDO/D[0], FC6_SPI_MOSI */
+    PORT3->PCR[21]   = PORT_PCR_MUX(3) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_PE(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* FC6_P1 SCK, FC6_SPI_CLK */
+    PORT3->PCR[22]   = PORT_PCR_MUX(3) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_PE(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* FC6_P2 SDI/D[1], FC3_SPI_MISO */
+    PORT3->PCR[23]   = PORT_PCR_MUX(0) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_PE(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* CS */
+

```
## 增加SPI6主控实例
修改bsp/nxp/mcx/mcxn/Libraries/drivers/drv_spi.c增加SPI6主控实例，并和eDMA channel挂接

```bash
@@ -20,6 +20,9 @@ enum
 #ifdef BSP_USING_SPI3
     SPI3_INDEX,
 #endif
+#ifdef BSP_USING_SPI6
+    SPI6_INDEX,
+#endif
 };

@@ -61,6 +64,20 @@ static struct lpc_spi lpc_obj[] =
             .name = "spi3",
         },
 #endif
+#ifdef BSP_USING_SPI6
+        {
+            .LPSPIx = LPSPI6,
+            .clock_attach_id = kFRO_HF_DIV_to_FLEXCOMM6,
+            .clock_div_name = kCLOCK_DivFlexcom6Clk,
+            .clock_name = kCLOCK_FroHf,
+            .tx_dma_request = kDmaRequestMuxLpFlexcomm6Tx,
+            .rx_dma_request = kDmaRequestMuxLpFlexcomm6Rx,
+            .DMAx = DMA0,
+            .tx_dma_chl = 4,
+            .rx_dma_chl = 5,
+            .name = "spi6",
+        },
+#endif
 };
```

经测试不挂eDMA channel也是可以，不用DMA搬FIFO数据而是用CPU去做，可以如下修改spixfer()函数，当然MCXN947提供的eDMA channel如此之多，不用白不用😀，我猜基本没人不用DMA吧，这么测试只是为了测评覆盖的完整性，实际产品中并不会使用。

```bash
@@ -133,7 +150,7 @@ static rt_ssize_t spixfer(struct rt_spi_device *device, struct rt_spi_
message *m
   //  if(message->length < MAX_DMA_TRANSFER_SIZE)
-     if(0)
+     if(1)
     {
        LPSPI_MasterTransferBlocking(spi->LPSPIx, &transfer);
     }

```
如此SPI6主控已经添加完毕，接下来我们需要使用RT-Thread SPI API去发起SPI传输

# SPI外部loopback测试
要测SPI得接上一个SPI device，但在此之前我们不妨试试SPI主控的外部loopback测试。用杜邦线连接J6插槽的P3_20和P3_22，硬件准备完毕。我们需要写点loopback测试代码，幸运的是RT-Thread中已经有这样的例子，我们拿过来修改下即可。主要代码如下：

```c
#define SPI_NAME     "spi60"
#define CS_PIN       (3*32+23)
static struct rt_spi_device *spi_dev;

/* attach spi device */
static int rt_spi_device_init(void)
{
    struct rt_spi_configuration cfg;

rt_hw_spi_device_attach("spi6", SPI_NAME, CS_PIN);

cfg.data_width = 8;
    cfg.mode   = RT_SPI_MASTER | RT_SPI_MODE_0 | RT_SPI_MSB | RT_SPI_NO_CS;
    cfg.max_hz = 1 *1000 *1000;

spi_dev = (struct rt_spi_device *)rt_device_find(SPI_NAME);
    if (RT_NULL == spi_dev)
    {
        rt_kprintf("spi sample run failed! can't find %s device!\n", SPI_NAME);
        return -RT_ERROR;
    }

rt_spi_configure(spi_dev, &cfg);

return RT_EOK;
}
INIT_APP_EXPORT(rt_spi_device_init);

/* spi loopback mode test case */
static int spi_sample(int argc, char **argv)
{
    rt_uint8_t t_buf[32], r_buf[32];
    int i = 0;
    static struct rt_spi_message msg1;
	    for (i = 0; i < sizeof(t_buf); i++)
    {
        t_buf[i] = i;
    }

msg1.send_buf   = &t_buf;
    msg1.recv_buf   = &r_buf;
    msg1.length     = sizeof(t_buf);
    msg1.cs_take    = 1;
    msg1.cs_release = 1;
    msg1.next       = RT_NULL;

rt_spi_transfer_message(spi_dev, &msg1);

rt_kprintf("spi rbuf : ");
    for (i = 0; i < sizeof(r_buf); i++)
    {
        rt_kprintf("%x ", r_buf[i]);
    }

rt_kprintf("\nspi loopback mode test over!\n");
    return RT_EOK;
}
MSH_CMD_EXPORT(spi_sample, spi loopback test);
```
初始化时我们挂接一个SPI60 device到系统中。在spi_sample这个测试命令中，构造特别的t_buf用于传输，调用RT-Thread SPI api发送32个字节数据，传输完毕后打印r_buf。

# 配置编译和测试
```bash
scons --menuconfig中
Hardware Drivers Config --->
  On-chip Peripheral Drivers  --->
    Enable SPI
	  Enable Flexcomm6 as SPI
	    Enable SPI6 BUS Sample
```
选中Enable SPI, Enable Flexcomm6 as SPI和Enable SPI6 BUS Sample

编译完成烧录后测试log如下:

```bash
    msh >spi_sample
    spi rbuf : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 1d 1e 1f

spi loopback mode test over!
```

上述所有代码即将发起RT-Thread仓库PR，应该有希望合入RT-Thread主线仓库。