在SPI通信中启动SCLK之前如何减少CS低电平时间？

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在SPI通信中，缩短SCLK启动前的CS低电平时间需要从硬件配置、驱动优化和时序参数调整等方面入手。以下是针对i.MX8MP SoC的具体建议：

1. 检查SPI控制器配置

i.MX8MP的SPI控制器支持多种时序参数调整，重点关注以下寄存器设置：

• CSPOL (CS极性)：确保与从设备极性匹配（低电平有效时设为0）。


• CS延时参数：
  
  
  
  • Tpre（CS到SCLK开始的预延迟时间）：尝试通过ECSPIx_CONFIGREG中的CS_PRE_DELAY位减少该值。
  
  
  • Tpost（SCLK结束到CS拉高的延迟时间）：通过CS_POST_DELAY位调整，但此处主要关注Tpre。
  
  


• 时钟分频器：确认SPI时钟分频设置是否合理。25MHz频率下分频系数应为系统时钟的整数倍。

2. 优化驱动程序

• 
  

  使用硬件自动控制CS：
  
  避免在驱动中手动控制CS引脚，改用控制器硬件自动管理。在设备树中设置 spi-cs-high = <0> 并启用 cs-gpios 的硬件控制模式。

  
  


• 
  

  调整传输模式：

  
  
  
  
  • DMA模式：DMA初始化可能引入延迟，可尝试改用轮询模式（如Linux SPI驱动中设置 SPI_MODE_NO_DMA）。
  
  
  • 批量传输：确保24位数据以单次传输（非多次小包传输）发送，减少CS切换次数。
  
  
  
  


• 
  

  设备树配置：
  
  在设备树节点中添加或修改以下属性以优化时序：

  
  

  &ecspi1 {
  
    cs-gpios = <&gpio5 9 GPIO_ACTIVE_LOW>;
  
    spi-cs-delay = <10 10>; // 调整CS建立和保持时间（单位：ns）
  
    ...
  
  };

  
  

3. 时序参数计算

根据SPI时钟频率（25MHz，周期40ns）和从设备要求：

• 典型Tpre需求可能为1-2个时钟周期（40-80ns）。若控制器默认值远大于此，需通过寄存器降低。


• 在Linux中，可通过 spi_delay_setup(&tpre, 100) 等接口设置微秒级延时（但需避免软件延时）。

4. 硬件检查

• 信号完整性：
  
  测量CS信号的实际波形，确认下降沿是否因PCB电容/电阻导致延迟。必要时调整上拉电阻值或缩短走线。


• GPIO配置：
  
  确保CS引脚配置为高速模式（如设置GPIO的驱动强度为高）。

5. 验证与调试

• 示波器抓取波形：
  
  每次调整后重新测量CS和SCLK时序，确认Tpre是否缩短。


• 寄存器调试：
  
  使用 devmem2 或调试工具直接读写ECSPI寄存器，实时验证参数影响。

示例代码（寄存器调整）

// 调整CS预延迟为1个时钟周期（假设寄存器位宽允许）

uint32_t config_reg = readl(ecspi_base + ECSPI_CONFIGREG);

config_reg &= ~(0xFF << CS_PRE_DELAY_SHIFT);  // 清除原有Tpre值

config_reg |= (1 << CS_PRE_DELAY_SHIFT);      // 设置为1个周期（40ns）

writel(config_reg, ecspi_base + ECSPI_CONFIGREG);

通过上述步骤，通常可将CS低电平前导时间压缩到数十纳秒级别。若问题仍未解决，需进一步分析控制器是否支持更激进的时序模式或排查从设备兼容性问题。