SPI总线知识总结

1 SPI的时钟极性CPOL和时钟相位CPHA的设置
1.1 SPI数据传输位数
SPI传输数据过程中总是先发送或接收高字节数据，每个时钟周期接收器或发送器左移一位数据。对于小于16位的数据，在发送前必须左对齐，如果接收的数据小于16位，则采用软件将无效的数据位屏蔽。

1.2 Linux Example
@ drivers/hwmon/max1111.c
static int max1111_probe(struct spi_device *spi)
{
    enum chips chip = spi_get_device_id(spi)->driver_data;
    struct max1111_data *data;
    int err;

    spi->bits_per_word = 8;
    spi->mode = SPI_MODE_0;  //HERE
    err = spi_setup(spi);
    if (err < 0)
        return err;

    [...]
}

1.3 MCU
@ mems_init.c
spi_config.polarity = HAL_SPI_MASTER_CLOCK_POLARITY0;
spi_config.phase = HAL_SPI_MASTER_CLOCK_PHASE0;

Cywee CMH1000 IC is designed by Realtek, software is designed by Cywee. CMH1000 sensorhub integrates 224KB DRAM and 336KB IRAM, SRAM voltage is 1V.
CMH1000 sensorhub侧DataRAM开始地址保留1024字节，给SPI传输用，分成TX和RX，各512 bytes；sensorhub侧封包最大是269 bytes（包括header和payload）。

2 SD卡SPI模式
2.1 SD卡pin映射到SPI模式
针脚       SD卡模式       SPI模式
1             CD/DAT3         CS
2             CMD                MOSI
3             VSS                 VSS
4             VCC                 VCC
5             CLK                  CLK
6             VSS                  VSS
7             DAT0                MISO
8             DAT1                NC
9             DAT2                NC

2.2 SD命令中的CMD和ACMD的区别
ACMD：Application specific ComManD, which is an application specific command rather than a standard command。
一般的CMD只有6个bit，后来发现需要的CMD类型多了，所以就扩展出了CMD55+ACMDxx的扩展模式。ACMD命令发送前需要先发送CMD55，比如ACMD41，先发送CMD55，再发送ACMD41。

2.3 SD/MMC 初始化流程
1）配置时钟，慢速一般为400K，设置工作模式
2）发送CMD0，进入空闲态，该指令没有反馈
3）发送CMD8，如果有反应，CRC值与发送的值相同，说明该卡兼容SD2.0协议
4）发送CMD55+ACMD41，判断SD卡的上电是否正确，短反馈成功说明该卡为SD卡(短反馈第31位置1为HC卡)，否则发送CMD0，有反应说明是MMC卡
5）发送CMD2，验证SD卡是否接入，长反馈CID（Card IDentification Register)
6）发送CMD3，读取SD卡的RCA（地址，Relative Card Address），短反馈
7）发送CMD9，读取CSD（Card Specific Data Register）寄存器获取卡的相关信息
8）发送CMD7，使能SD卡
9）配置高速时钟，准备数据传输，一般20M～25M
10）发送CMD55+ACMD51读取SCR（SD Card Configuration Register）寄存器，SD卡可以通过该值获得位宽，如果是MMC卡则需要使用主线测试来确定卡的位宽
11）SD卡发送CMD55+ACMD6配置为4bit数据传输模式(根据SCR读出来的值确定)，MMC卡发送CMD6来设置位宽
12）发送CMD7，使能SD卡，使其进入传输状态，接着发送CMD16设置块大小(根据前面读取的CSD信息确定)
13）把命令参数设置为0，再次发送CMD7，取消选中所有卡

Figure 2-1 SD卡的初始化和识别流程

2.4 Q and A
Q：SD卡的工作频率是根据什么来决定的？
A：目前所知不是通过读取寄存器（可读写寄存器CSD、SCR等）获取的，而是根据SD卡的类型，类型对应着工作频率。
host端配置支持的频率，然后SD卡本身会有支持的频率，两边取都支持的最高频率，所以需要得到SD卡的类型，类型就对应着频率。
in mmc.c
mmc_select_card_type() - 根据卡的类型（仅需要知道卡的类型后）选择工作频率，选择的工作频率不能大于最大工作频率（最大工作频率由CSD寄存器TRAN_SPEED[103:96]字段指定）。

3 SPI接口以太网芯片
WIZnet - 80 MHz SPI slave接口
ENC28J60 - Microchip Ethernet Controller，10 MHz SPI slave
CH395 - SPI slave 30 MHz

QCOM平台使用gpll0去做分频，SPI的速度可以达到100 MHz

BCM89230交换芯片- SPI slave最高速度62.5 MHz，Data Format（Big Endian序）：1-byte command, 4-byte address, 1 ~ 8 bytes data

4 APL A39X0 Gen9
4.1 spi-pxa2xx
4.2 ACPI - iasl_win
cat /sys/firmware/acpi/tables/DSDT > DSDT.aml
sudo apt-get install iasl
iasl -d DSDT.aml
cat DSDT.dsl

WINDOWS BINARY TOOLS
https://www.acpica.org/downloads/binary-tools

5 Abbreviations
ACMD: Application specific ComManD
ARC: Argonant RISC Core
AT91SAM9260: SAM means Smart ARM-based
ATMEL SAMBA: ATMEL Smart ARM-based Boot Assistant
DTR: Data Transfer Rate
DWC2：Design Ware Controller 2，Apple的嵌入式设备，包括iPad和iPhone都是使用的DWC2
ISP1161: Philips' Integrated host Solution Pairs 1161，“Firms introduce USB host controllers”，https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1290054
MISO: mi s əu
MOSI: m əu si
QUP：高通平台的SPI总线和I2C共用core和引脚，称为QUP（QCOM Universal Peripheral）；而UART和QUP又共用引脚，并且称为BLSP
SL811HS：Cypress/ScanLogic 811 Host/Slave，性能上与ISP1161（Integrated host Solution Pairs 1161）相当
TDI：TransDimension Inc.，该公司首先发明了将TT集成到EHCI RootHub中的方法，这样对于嵌入式系统来说，就省去了OHCI/UHCI的硬件，同时降低了成本，作为对该公司的纪念，Linux内核定义了宏ehci_is_TDI(ehci)
TLV: TI Low Value，高性价比
TPS: TI Performance Solution