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Linux内核SPI控制器驱动：FIFO与DMA传输优化

共计 30 章节

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SPI协议基础

SPI总线物理层 · 四线制（SCK/MOSI/MISO/… · 四种工作模式（CPOL/CPHA）详…

SPI协议基础

Linux SPI子系统架构

SPI核心层 · SPI控制器驱动层 · SPI设备驱动层三层架构与数据结构（…

SPI控制器驱动注册与注销

platform_driver结构体 · probe/remove回调函数 · spi_alloc_master/s…

SPI控制器驱动注册

SPI消息与传输队列

spi_message结构体 · spi_transfer结构体 · 消息队列管理与传输原子性

FIFO基础原理

硬件FIFO的作用 · 深度与宽度 · 半满/全满中断

FIFO基础原理

FIFO传输模式

轮询模式（Polling） · 中断模式（Interrupt） · DMA模式对比分析

FIFO传输模式

FIFO中断处理

TX FIFO空中断 · RX FIFO非空中断 · 错误中断（Overrun/Under…

FIFO阈值优化

动态调整FIFO阈值以减少中断频率 · 批量传输策略

FIFO阈值优化

DMA控制器基础

DMA引擎架构 · DMA描述符（Descriptor） · DMA通道（Channel）与请求线…

DMA控制器基础

Linux DMA引擎API

dmaengine_slave_co… · dmaengine_prep_sla… · dmaengine_submit

SPI与DMA的硬件连接

SPI控制器DMA请求信号（DMA_… · DMA握手协议（Flow Contr…

DMA传输描述符管理

描述符链（Descriptor Ch… · 循环描述符（Cyclic） · 散聚（Scatter-Gather）…

DMA传输描述符管理

FIFO与DMA协同工作

FIFO作为DMA传输的缓冲层 · DMA触发FIFO读写 · FIFO水线设置与DMA突发长度匹配

SPI控制器驱动初始化

时钟使能 · GPIO配置（CS/SCK/MOSI… · FIFO复位与DMA通道请求

SPI控制器驱动初始化

SPI传输函数实现

master->transfer_o… · 构建spi_transfer链表 · 选择传输路径（PIO/中断/DMA）

SPI传输函数实现

PIO传输模式实现

直接读写FIFO寄存器 · 忙等待（Busy Wait）与超时机…

PIO传输模式实现

中断驱动传输实现

注册中断处理函数 · FIFO阈值中断触发 · 逐字节或逐字传输

断驱动传输实现注册

DMA传输实现

配置DMA源/目的地址 · 设置传输宽度与突发长度 · 启动DMA传输

DMA传输实现

DMA传输完成回调

dma_cookie_t跟踪 · 传输完成中断处理 · 调用spi_finalize_cur…

DMA传输完成回调

传输错误处理

FIFO溢出/欠载恢复 · DMA传输超时 · 总线错误（Bus Error）恢复

传输错误处理FIFO

传输性能分析

吞吐量（Throughput） · 延迟（Latency） · CPU占用率对比（PIO vs 中断…

传输性能分析Throughput

FIFO深度对性能的影响

浅FIFO（4/8字节）与深FIFO…

FIFO深度对性能的影响

DMA突发长度优化

单次突发（Single）与多字突发（…

DMA突发长度优化

多从设备（Multi-Slave）支持

片选（CS）管理 · 多设备并发传输调度 · FIFO共享策略

Multi-Slave多从设备

电源管理集成

runtime PM框架 · 传输前后时钟门控 · FIFO与DMA电源状态保存/恢复

电源管理集成runtime

调试与跟踪

dev_dbg/ftrace/per… · FIFO状态寄存器读取 · DMA描述符转储

设备树绑定

SPI控制器设备树节点 · DMA通道指定（dmas/dma-n… · FIFO大小属性

设备树绑定SPI

用户空间接口

spidev设备 · SPI_IOC_MESSAGE io… · FIFO/DMA参数配置ioctl扩…

用户空间接口spidev

常见SoC案例分析

STM32 SPI+FIFO+DMA · i.MX6 ECSPI · Zynq QSPI驱动实现对比

驱动测试与验证

loopback测试 · 逻辑分析仪抓取时序 · 性能基准测试（perf bench）

驱动测试验证