iMX6UL配置MCP2515模块（SPI转CAN）——基于迅为iTOP-iMX6UL开发板

写在前面

  在文章“嵌入式Linux的CAN总线配置——基于迅为iTOP-4412开发板”中我给4412开发板配置了SPI转CAN模块，使用的是不带设备树的内核。在本篇文章中，要使用支持设备树的内核，给iMX6UL开发板配置MCP2515。

  打开iMX6UL开发板的串口终端，输入命令ifconfig -a，可以看到CAN0和CAN1两个设备，这是iMX6UL芯片自带的两路FlexCAN。

  在完成配置MCP2515模块之后，输入命令ifconfig -a，可以看到三路CAN，其中CAN1和CAN2是iMX6UL芯片自带的两路FlexCAN，而CAN0便是通过MCP2515实现的SPI转CAN。

硬件连接

  将SPI转CAN模块插到iMX6UL开发板的GPIO插槽上。

  需要注意的是，该GPIO插槽中的PIN脚没有支持ECSPI的，所以我们在这里用的SPI是把相应的PIN脚用软件模拟出的SPI。

  通过查看GPIO插槽和SPI转CAN的原理图，可以知道MCP2515和GPIO插槽上PIN脚的对应关系。共需要五个PIN脚，分别是SPI_SCK，SPI_CS，SPI_MOSI，SPI_MISO，以及中断引脚MCP2515_INT。

  再查看核心板的文档，可以获得MCP2515的这五个脚和iMX6UL芯片PIN脚的对应关系，如下表所示。

MCP2515	iMX6UL
SPI_SCK	GPIO5_IO11
SPI_CS	GPIO1_IO09
SPI_MOSI	GPIO5_IO10
SPI_MISO	GPIO3_IO07
MCP2515_INT	GPIO1_IO31

# 修改设备树
  进入内核目录，使用命令`vim Documentation/devicetree/bindings/net/can/microchip,mcp251x.txt`打开关于MCP2515的设备树帮助文档。

  可以根据该帮助文档的提示信息来仿写一个CAN节点。

  再开一个终端，进入内核目录，使用命令vim arch/arm/boot/dts/imx6ul-14x14-evk_emmc.dts打开开发板对应的设备树文件（设备树文件可能会因开发板型号的不同而不同，请打开你的开发板对应的设备树文件）。在设备树的根节点下，可以看到一个名为“spi4”的设备节点，这个节点对应的就是模拟SPI。

  ①首先在“spi4”节点前增加一个时钟节点，如下图所示。

   clocks {

                mcp2515_clock: mcp2515_clock {
                        compatible = "fixed-clock";
                        #clock-cells = <0>;
                        clock-frequency  = <8000000>; //对应模块上晶振的频率，我的是8MHz的
                        };

                };

  ②然后对“spi4”节点做修改，并删除它的子节点“gpio_spi”，然后根据帮助文档自己写一个“can0”节点作为“spi4”节点的子节点，如下图所示（注释部分为所做的修改或添加）。

   spi4 {
                compatible = "spi-gpio";
                pinctrl-names = "default";
                pinctrl-0 = <&pinctrl_spi4>;
                //pinctrl-assert-gpios = <&gpio5 8 GPIO_ACTIVE_LOW>;//这个引脚用不到
                status = "okay";
                gpio-sck = <&gpio5 11 0>;
                gpio-mosi = <&gpio5 10 0>;
                gpio-miso = <&gpio3 7 0>; //增加SPI_MISO引脚
                //cs-gpios = <&gpio5 7 0>;
                cs-gpios = <&gpio1 9 0>; //修改SPI_CS对应的引脚
                num-chipselects = <1>;
                #address-cells = <1>;
                #size-cells = <0>;

                can0: can0@1 {
                compatible = "microchip,mcp2515";
                reg = <0>; //地址从0开始
                clocks = <&mcp2515_clock>; //使用刚刚自己写的时钟
                interrupt-parent = <&gpio1>; //中断引脚配置,中断引脚是GPIO1_IO31
                interrupts = <31 0x2>; //中断引脚配置,中断引脚是GPIO1_IO31,参数0x2表示触发方式
                vdd-supply = <&reg_can_3v3>; //使用3.3V供电
                xceiver-supply = <&reg_can_3v3>; //使用3.3V供电

                spi-max-frequency = <1000000>; //最后增加spi最大频率设置,设置为1MHz
                };
        };

  ③找到节点“pinctrl_spi4”，在该节点中添加SPI_CS和SPI_MISO相关的引脚，如下图所示（有注释的部分为所做的添加）。

pinctrl_spi4: spi4grp {
                        fsl,pins = <
                                MX6UL_PAD_BOOT_MODE0__GPIO5_IO10        0x70a1
                                MX6UL_PAD_BOOT_MODE1__GPIO5_IO11        0x70a1
                                MX6UL_PAD_SNVS_TAMPER7__GPIO5_IO07      0x70a1
                                MX6UL_PAD_SNVS_TAMPER8__GPIO5_IO08      0x80000000
                                MX6UL_PAD_GPIO1_IO09__GPIO1_IO09        0x80000000 /*SPI_CS*/
                                MX6UL_PAD_LCD_DATA02__GPIO3_IO07        0x70a1 /*SPI_MISO*/
                        >;
                };

  ④搜索“gpio1 9”和“GPIO1_IO09”，注释掉设备树文件自带的和GPIO1_IO09引脚相关的内容（因为这个脚被我们用做SPI_CS了），如下图所示。

  ⑤搜索“I2C2_SCL”、“LCD_DATA00”、“LCD_DATA02”，注释掉设备树原有的相关语句，如下图所示。

  ⑥搜索“spi_gpio”，把所有和“spi_gpio”相关的语句全部注释掉，否则会编译出错（因为节点“spi_gpio”已经被删除了），如下图所示。

  ⑦然后分别进入设备树文件“arch/arm/boot/dts/topeet_emmc_4_3.dts”、“arch/arm/boot/dts/topeet_emmc_5_0.dts”、“arch/arm/boot/dts/topeet_emmc_7_0.dts”、“arch/arm/boot/dts/topeet_emmc_9_7.dts”、“arch/arm/boot/dts/topeet_emmc_10_1.dts”、“arch/arm/boot/dts/topeet_emmc_1024x600.dts”这六个设备树文件，删除“gpio_spi”相关的语句，如下图所示。

裁剪内核

  进入内核根目录下，使用命令export ARCH=arm，指定架构。然后使用命令make menuconfig进入内核裁剪界面。

  ①进入“Device Drivers--->SPI support--->”，选中“GPIO-based bitbanging SPI Master”和“Freescale i.MX SPI controllers ”

  ②然后进入“Networking support--->CAN bus subsystem support--->CAN Device Drivers--->CAN SPI interfaces--->”，选中“Microchip MCP251x SPI CAN controllers”。

  保存，并退出。

编译和烧写

  编译内核和设备树，并将编译出来的内核和设备树文件烧写到开发板中。重启设备，MCP2515设备便可以使用了。

目前存在的问题

  每次设备重启后，第一次使用命令ifconfig can0 up启动MCP2515会提示没有该设备，再启动一次就能正常启动了。

  设备树源码在这里，下载下来后覆盖掉“arch/arm/boot/dts/”路径下相应的dts文件即可。