FlexIO是廣泛應用于恩智浦微控制器上的外設，憑借高度的靈活性和可配置性，可以用來模擬常見的UART、I2C、I2S、SPI等接口。當片上的外設資源不夠用時，使用FlexIO進行模擬也是很實用的方法。

本文的介紹來自于真實客戶需求，即一個榨干了i.MX RT1010所有外設資源后不得不用FlexIO模擬SPI從機協議，不得不讓SPI從機工作在連續模式，以及從機不知道主機會傳給從機多少個數據的案例。

問題的提出

首先介紹我們要實現的目標，在i.MX RT1010上使用FlexIO模擬SPI Slave 設備，在連續模式下接收動態大小數據幀。硬件平臺就是我們的RT1010 EVK開發板了，軟件環境是SDK 2.9.1，工程開發基于edma_lpspi_transfer 中slave項目進行開發，具體路徑如下：

boardsevkmimxrt1010driver_examplesflexiospiedma_lpspi_transferslave

本次模擬的SPI從機是工作在CPOL=0 & CPHA=0的工作狀態。

在閱讀下面的內容前，建議學習AN12780作為基礎，AN12780介紹了如何使用FlexIO模擬非連續模式下的SPI方法。

本次連續模式的開發也是基于非連續模式的方法進行改動后實現的。

連續模式下SPI從機設置

連續模式與非連續模式的區別在于，SPI在傳輸完一個byte（也可以是多個byte，此處為方便描述，使用1個byte）數據后，是否需要拉高片選信號（CS）；連續模式下，傳輸完一個byte后不拉高片選信號。因此需要在非連續模式的基礎上進行一些改動。

首先Timer0需要在CS pin拉高時關閉，即CS pin的上升沿時關閉。其次，Timer0在傳輸數據幀傳輸過程中需要一直開啟。此時的數據幀不是特指1個byte的數據，而是廣泛的指一個或多個byte組成的數據幀。

然而，因為Timer0無法在一幀數據的最后關閉——CS信號拉高總是晚于最后一個數據的收發——這意味著，總會在最后一個字符的最后一位傳輸后發生一次額外的加載。請注意下圖中用綠色標記的地方。

額外加載的原因在于當shifter工作在發送模式時，Timer計滿之后將會從SHIFBUF加載新的數據到TX shifter。這意味在下一輪數據傳輸時，一個無效的數字將會被傳輸。

實際上，這個額外的加載在數據幀的每一個字符傳輸過程中都會發生，但是因為工作在連續模式，因此不會出現異常。

對于RX shifter， 它將會在CS拉高的時候觸發一次額外的存儲事件。因為當CS拉高的時候，Timer會被關閉，此時RX shifter將會把shifter內的數據存儲到SHIFBUF中，隨后馬上發起了新的一次DMA搬運。這意味著一個無效的數據被存儲并且該數據通常是0。

為了避免這些問題，清空shifter內的數據即可解決問題。因為FlexIO模塊沒有相關的bit可以清空shifter寄存器的功能，所以可以使用下面的方法實現清空shifter的功能。

TXshifter：關閉shifter后再次配置為TX 模式，對應的shifter內數據即可清空。

RXshifter：讀一下shifter對應的buffer寄存器，shifter內的數據即可清空。

在例程代碼中，shifter0是TX移位器，shifter1是RX移位器。因此在完成一幀數據的傳輸后，調用下面的接口函數即可實現共兩個shifter數據的清空。

void FLEXIO_SPI_FlushShifters（FLEXIO_SPI_Type *base）

{

volatile uint32_t tmp;

base-》flexioBase-》SHIFTCTL［base-》shifterIndex［0］］ &= ~FLEXIO_SHIFTCTL_SMOD_MASK;

base-》flexioBase-》SHIFTCTL［base-》shifterIndex［0］］ |= FLEXIO_SHIFTCTL_SMOD（kFLEXIO_ShifterModeTransmit）;

tmp = base-》flexioBase-》SHIFTBUF［base-》shifterIndex［1］］;

__DSB（）;

}

下面的表格介紹了Timer0的具體設置，用紅色高亮標記的地方是區別于非連續模式的設置，完成更改之后即可實現從機在連續模式下工作。

1. 因為pin Polarity 設置為active low， 所以時序極性發生改變，因此使能信號為上升沿（真實的輸入使能信號為下降沿）。

RX shifter的設置為：

此時，我們便可以讓從機設備工作在連續工作模式了，另外各位小伙伴還要記得，這種連續工作模式，是有一點點不太完美的瑕疵的，就是額外的加載事件，因此要記得在每次數據接收完畢之后，要用上文提到的shifter清潔函數刷新shifter的內容哦。

連續模式下SPI從機

接收動態幀大小的設置

SDK默認例程中，DMA被用來搬運數據以提升效率。但是DMA中斷通常是在接收到一定數量的數據后產生。

但在實際的應用中，每幀傳輸的數據大小可能不是固定的，從機也不知道在一幀數據中有多少數據。在這種未知一幀數據大小的情況下，使用DMA接收到固定數量的數據后產生中斷的方法不能滿足實際需求。

在LPSPI傳輸過程中，CS引腳的下降沿表示傳輸開始，CS引腳的上升沿表示傳輸結束。因此，從機可以通過檢測CS引腳的上升沿和下降沿來知道一幀數據已經完成傳輸。

為了實現這個功能，可以增加一個定時器（Timer）來檢測CS引腳的狀態。

基本方法是讓定時器在16位計數器模式下工作，計數值為0。這意味著一旦定時器超時，它會產生一個比較事件，并會產生一個FLEXIO中斷。從機再處理此中斷并且解析接收數據的數量。

現在，有兩個問題。第一個是定時器何時啟用（timer enables source）以及定時器遞減源（timer decrement source）是什么，第二個是從機如何知道它使用DMA 接收了多少數據。

對于第一個問題，定時器可以通過引腳的下降沿或觸發信號的下降沿使能。關于定時器遞減源，引腳輸入遞減或觸發輸入遞減均可使用。定時器可以通過CS引腳的下降沿使能，然后當CS引腳上升時，比較事件（compare envet）發生，同時產生FlexIO中斷。除此之外，定時器還需要在定時器比較事件時關閉。

下表描述了使用pin下降沿作為定時器使能遞減源的具體配置。

1. 因為pin Polarity 設置為active low， 所以時序極性發生改變，因此使能信號為上升沿（真實的輸入使能信號為下降沿）。

下表描述了使用trigger下降沿作為定時器使能遞減源的具體配置：

1. 因為trigger Polarity 設置為active low， 所以時序極性發生改變，因此使能信號為上升沿（真實的輸入使能信號為下降沿）。

第二個問題是從機如何知道它使用DMA接收了多少數據。下面的這個接口函數API可以用來實現這個功能：

static inline status_t FLEXIO_SPI_SlaveTransferGetCountEDMA（FLEXIO_SPI_Type *base，

flexio_spi_slave_edma_handle_t *handle，

size_t *count）

對于這個API函數，有兩點需要注意。

第一點是這個API的注釋描述不是很準確（將會在SDK 2.11.0版本進行更新）。這個API的功能是：獲取當前通過FlexIO SPI DMA的方法，接收到的數據數量。

第二點是這個API返回的結果（count，API中第三個參數）不能直接使用，正如上文所述，因為在CS拉高的時候會觸發額外的一次DMA搬運。

因此，接收到的數據大小應該是：

size = count - 1; //The count is the thirdparameter on API

在獲取數據幀大小后，需要使用下面的API終止FlexIO SPI DMA的傳輸。但是現在，這個API實現的功能是暫停傳輸而不是終止傳輸。這意味著這個API需要進行一些改動才能滿足要求。這個問題將會在SDK 2.11.0進行更新。

void FLEXIO_SPI_SlaveTransferAbortEDMA（FLEXIO_SPI_Type *base，flexio_spi_slave_edma_handle_t *handle）

在fsl_flexio_spi_edma.c 的第409 和 410行使用下面的代碼替代即可。

EDMA_AbortTransfer（handle-》txHandle）;EDMA_AbortTransfer（handle-》rxHandle）;

解決這兩個問題后，從機就可以接收數據大小變化的數據幀了。但是在這種情況下仍然有一個限制，即幀的大小應小于或等于 DMA 可接收的數量。

例程代碼運行

在運行代碼之前，EVK板需要進行一定的改動：

去掉電阻R90，使用0Ω電阻焊接到R800。

按照下面的設置將SPI的主機和從機連接起來。

具體實現代碼可以在應用筆記的附件中找到，打開edma_lpspi_transfer slave 工程，使用附件中的文件替換。具體路徑為：

boardsevkmimxrt1010driver_examplesflexiospiedma_lpspi_transferslave

在默認設置下，主機將向從機發送16個字節，從機將產生一個FlexIO中斷。從站可以接收的最大數量為64字節。

用戶可以更改以下參數來配置主機發送數據幀的大小。

masterXfer.dataSize = TRANSFER_SIZE;

在一幀數據完成發送/接收后，將會進行一次簡單的校驗。如果校驗通過，在串口終端輸入任意一個字符即可開啟新的一輪數據傳輸。

責任編輯：haq