OrangePi-PCを使ってみる

Debian JessieでのSPI通信

Debian JessieでのSPI通信を紹介します。
OrangePi-PC のFAQによると、

The SPI driver is compiled as a module. You need to load the SPI driver to enable it:
sudo modprobe spi-sun7i

と書かれていますが、spi-sun7i はどこにも存在しません。
結論から言うと、JessieではSPIドライバーはカーネルに組み込まれています。

デバイススペシャルファイルも最初から１つだけ存在しています。

そこで、以下のような回路でmcp23S17の動作を確認しました。

以下のプログラムをRaspberryPiで実行すると、LEDが順番に点滅します。
OrangePi-PC でも、全く同じコード、同じワイヤリングで正常に動作しました。

//

              // test program for MCP23S17 with wiringPi

              // cc -o mcp23s17Led mcp23s17Led.c -l wiringPi

              //

              #include <stdio.h>

              #include <time.h>

              #include <wiringPi.h>

              #include <wiringPiSPI.h>

              

              #define
              IODIRA         
              0x00           
              // MCP23S17 address of I/O direction

              #define
              IODIRB         
              0x01           
              // MCP23S17 address of I/O direction

              #define
              GPIOA          
              0x12           
              // MCP23S17 address of GP Value

              #define
              GPIOB          
              0x13           
              // MCP23S17 address of GP Value

              #define
              ADDRESS        
              0b01000000      // MCP23S17 SPI
              Address

              #define
              CHANNEL        
              0              
              // MCP23S17 SPI Port

              

              // MCP23S17 SPI Data Transfer

              void SPI_TX(unsigned char device, unsigned char regadd,
              unsigned char

              tx_data) {

                unsigned char tbuf[3];

                device = device & 0b11111110; // Clear last bit
              for a write

                tbuf[0]=device;

                tbuf[1]=regadd;

                tbuf[2]=tx_data;

                wiringPiSPIDataRW(CHANNEL,tbuf,sizeof(tbuf));

              }

              

              int main(int argc, char **argv) {

                int i;

                int byte;

              

                if (wiringPiSPISetup(CHANNEL, 32000000) < 0) {

                  printf("wiringPiSPISetup Error\n");

                  return 1;

                }

              

                SPI_TX(ADDRESS,IODIRA,0x00);

                SPI_TX(ADDRESS,IODIRB,0x00);

                SPI_TX(ADDRESS,GPIOA,0x00);

                SPI_TX(ADDRESS,GPIOB,0x00);

              

                byte=0;

                for(i=0;i<8;i++) {

                  byte=(byte<<1) + 1;

                  SPI_TX(ADDRESS,GPIOA,byte);

                  delay(1000);

                }

                delay(2000);

              

                for(i=0;i<10;i++) {

                  byte=0;

                  SPI_TX(ADDRESS,GPIOA,byte);

                  delay(1000);

                  byte=0xff;

                  SPI_TX(ADDRESS,GPIOA,byte);

                  delay(1000);

                }

                delay(2000);

              

                byte=0xff;

                for(i=0;i<8;i++) {

                  byte=(byte>>1);

                  SPI_TX(ADDRESS,GPIOA,byte);

                  delay(1000);

                }

              }

mcp23s17Setup を使った digitalWrite も正常に動きました。
ちなみに mcp23s17Setup を使うと
#define MCP_SPEED 4000000 (4MHz)
で動きます。
これは OrangePi-PC でも RaspberryPi でも同じです。

//

              // test program for MCP23S17 with wiringPi

              // cc -o mcp23s17Setup mcp23s17Setup.c -l wiringPi

              //

              #include <stdio.h>

              #include <stdlib.h>

              #include <wiringPi.h>

              #include <mcp23s17.h>

              

              #define PINBASE 100

              

              int main(int argc, char **argv) {

               int i;

              

                if (mcp23s17Setup(PINBASE,0,0) == -1){

                  printf("mcp23s17Setup Fail\n");

                  return 1;

                }

              

                for(i=0;i<8;i++) {

                  pinMode(PINBASE+i,OUTPUT);

                  digitalWrite(PINBASE+i,0);

                }

              

                for(i=0;i<8;i++) {

                  digitalWrite(PINBASE+i,1);

                  delay(1000);

                }

                delay(2000);

              

                for(i=0;i<8;i++) {

                  digitalWrite(PINBASE+7-i,0);

                  delay(1000);

                }

              }

こちらで紹介しているプログラムを試してみました。

$ sudo ./mcp23s17w

              time:19.0Sec

CPUパワーの差で、RaspberryPI(35秒)よりも少し早いです。
30000回のパラレルI/Oの時間比較。

	wiringPiライブラリ	bcm2835ライブラリ
RPi(Raspbian)+MCP23S17	35秒	1秒
OPi(Armbian)+MCP23S17	19秒	サポートしていない

例えばSPI接続のTFTなど、高速でSPI通信したいとき、OPiではどうにもなりません。

Orange Pi PCのマニュアルによると、ピンヘッダーには SPI0_CS(Pin#24 PC3)/SPI0_CLK(Pin#23 PC2)と
SPI1_CS(Pin#8 PA13)/SPI1_CLK(Pin#10 PA14)の２つがありますが、
デバイススペシャルファイルは「/dev/spidev0.0」１つだけです。
あちこち探したら、こちらに情報が有りました。
おそらくロシア語のページですが何となく意味は分かります。
script.bin の以下の部分を変更すれば、2つのSPIデバイスができますが、SPI1のMOSI(PA15)/MISO(PA16)は
ピンヘッダーに出ていないので、要するにSPI1は使えません。
script.bin の変更手順はこちらで紹介しています。

[spi0]

              spi_used = 1

              spi_cs_bitmap = 1

              spi_mosi =
              port:PC00<3><default><default><default>

              spi_miso =
              port:PC01<3><default><default><default>

              spi_sclk =
              port:PC02<3><default><default><default>

              spi_cs0 =
              port:PC03<3><1><default><default>

              

              [spi1]

              spi_used = 0 → 1

              spi_cs_bitmap = 1

              spi_cs0 =
              port:PA13<2><1><default><default>

              spi_sclk =
              port:PA14<2><default><default><default>

              spi_mosi =
              port:PA15<2><default><default><default>

              spi_miso =
              port:PA16<2><default><default><default>

              

              [spi_devices]

              spi_dev_num = 1 → 2

              

              [spi_board0]

              modalias = "spidev"

              max_speed_hz = 33000000

              bus_num = 0

              chip_select = 0

              mode = 0

              full_duplex = 1

              manual_cs = 0

              

              [spi_board1] → セクションを追加

              modalias = "spidev"

              max_speed_hz = 33000000

              bus_num = 1

              chip_select = 0

              mode = 0

              full_duplex = 1

              manual_cs = 0

              

              ・

              ・

              ・

              [leds_para]

              leds_used = 1 → 0

              green_led =
              port:PL10<1><default><default><1>

              green_led_active_low = 0

              red_led =
              port:PA15<1><default><default><0>

              red_led_active_low = 0

              ・

              ・

              ・

              [audio0]

              audio_used = 1 → 0

              lineout_vol = 31

              cap_vol = 5

              audio_hp_ldo = "none"

              adcagc_used = 0

              adcdrc_used = 0

              dacdrc_used = 0

              adchpf_used = 0

              dachpf_used = 0

              audio_pa_ctrl =
              port:PA16<1><default><default><0>

Raspberryでは「/dev/spidev0.0」と「/dev/spidev0.1」の2つのデバイスを使うことができます。
「/dev/spidev0.0」ではGPIO8をChipSelectとして使い、「/dev/spidev0.1」ではGPIO7を ChipSelectとして使うことで
２つのSlaveデバイスと同時にSPIで通信することができます。

RPI--+-- GPIO8(Active LOW) --- Slave Device 1
     |-- GPIO7(Active LOW) --- Slave Device 2

OrangePiでは１つしかデバイスファイルが無いので、２つのSlaveデバイスと同時にSPIで通信するためには、
ChipSelectのためのGPIOを別に用意する必要が有ります。

次回は２つのSlaveデバイスと同時にSPIで通信する方法を紹介します。