原创 RK3568如何挂载SPI FRAM铁电存储芯片

对于做快速存储采集数据类产品的用户来说，在处理突发掉电情况时需要保存现有数据并避免数据丢失，这种情况下有很多种解决方案，铁电存储器(FRAM) 就是个很好的选择。FRAM是一种具有快速写入速度的非易失性存储器，既可以进行非易失性数据存储，又可以像RAM一样操作。

本文将借助飞凌嵌入式OK3568-C开发板来为大家介绍一种采用FRAM的方案——使用SPI0挂载PB85RS2MC (FRAM) 芯片。本文所描述的驱动文件和应用文件，可联系飞凌嵌入式的技术支持获取。

修改思路——

我们要添加一个SPI设备，需要进行如下操作：在设备树中添加描述→设备树描述中对应设备驱动→设备驱动添加到内核。

修改结果——

修改  OK3568-linux-source/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/OK3568-C-common.dtsi 

修改如下：

接下来笔者为大家介绍一下适配的过程。

 1 

驱动程序

我们在menuconfig中搜索fm25、pb85等比较常用的FRAM字眼，发现并没有类似的驱动程序，这时就需要手写或者移植一个驱动程序。在搜遍各大网站之后找到了一个W25Q64的驱动，对比了一下PB85RS2MC的各种操作码以后，发现两者的操作码大差不差，因此就决定将W25Q64的驱动移植过来。根据PB85RS2MC芯片手册中叙述，各种操作码为：

因此，在驱动程序中宏定义以下操作码，以便在接下来的驱动程序中使用：

首先要在驱动程序中进行初始化函数和退出函数，也就是spidev_init和spidev_exit，init函数里就是进行字符设备的初始化，注册等的操作，exit函数就是要把我们注册的东西在退出时都释放掉，再者就是驱动程序和设备树匹配，匹配是通过compatible属性值匹配的，这里我们一定要和设备树中的compatible属性值一致，否则会匹配不成功。驱动程序中.compatible值如下图所示。

驱动和设备树匹配成功以后就要执行probe函数，这里probe函数执行了一些初始化和注册主次设备号的操作。我们可以通过是否打印spi_probe success！来判断驱动程序，是否和设备树匹配成功。

从PB85RS2MC芯片手册中看读的条件，读取FRAM存储单元的数据，需要READ的操作码，任意24位地址输入到SI。第一个spi_transfer 结构体用于发送命令cmd 到SPI设备，在读取数据之前准备设备，第二个是发送地址到SPI设备，第三个是接收从设备读取的数据。

这段代码实现了从 SPI设备中同步读取数据，并将数据复制到用户空间的功能。

从PB85RS2MC芯片手册中看写的条件，WREN命令用于设置写使能锁存器。需要在写操作（WRITE命令） 之前使用WREN命令设置写使能锁存器，WRITE命令将数据写入 FRAM存储单元阵列。WRITE操作码、任意24位地址和8位写入数据输入到 SI。

下面这段代码实现了向SPI设备发送写入使能命令的功能。

这段代码实现了向SPI设备同步写入数据的功能。它先发送写入使能命令，然后发送地址信息和数据。

下面这段代码向 SPI设备中同步写入数据的功能，将用户空间的数据复制到设备的发送缓冲区，并调用spidev_sync_write 函数将数据写入SPI 设备。

 2 应用程序

向SPI设备写数据，调用lseek来改变写入数据的位置，这样就可以在整个SPI设备里写数据，如./writeframAPP /dev/pb85rs  0  forlinx 

（0是要写入的地址，forlinx是要写入的内容）。

从SPI设备读数据，调用lseek来改变读取数据的位置，这样就可以在整个SPI设备里读数据，如./readframAPP /dev/pb85rs  0 

（0是要读取数据的地址）

 3 实际测试

（1）首先将fram.ko, readframAPP, writefram APP拷贝到OK3568-C开发板的任意文件夹中。

（2）用insmod加载fram.ko模块，出现spi_probe success!说明驱动和设备树匹配成功。

（3）在/dev/下看有没有pb85rs设备。

（4）使用./writeframAPP /dev/pb85rs  1500  forlinx 

向设备写数据，1500是地址，forlinx是要写入的内容。

（5）使用./readframAPP /dev/pb85rs  1500 

（1500是要读取数据的地址）

 4 断电测试

断电一天后重新读取PB85RS2MC的数据，发现数据仍然存在。验证了PB85RS2MC铁电存储芯片的断电数据保留特性。