树莓派4B运行SPI提速（MIT 机械狗程序）

MIT 主体代码不能直接运行，需要修改。其中：SPI通讯部分，默认代码运行会出现片选信号引脚无法拉低，导致树莓派与SPINE 通讯，只能在运行时发送一次数据，后续无法进入中断，

可以加上如下代码,调用树莓派自带库执行GPIO 操作，拉低在拉高

第一步：初始化ce0, ce1 引脚输出

int spi_open() {int rv = 0;// wiringPiSetup();// pinMode(ce0,OUTPUT);// pinMode(ce1,OUTPUT);bcm2835_init();bcm2835_gpio_fsel(ce0,BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);bcm2835_gpio_fsel(ce1,BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);spi_1_fd = open("/dev/spidev0.0", O_RDWR);if (spi_1_fd < 0) perror("[ERROR] Couldn't open spidev 2.0");spi_2_fd = open("/dev/spidev0.1", O_RDWR);if (spi_2_fd < 0) perror("[ERROR] Couldn't open spidev 2.1");rv = ioctl(spi_1_fd, SPI_IOC_WR_MODE, &spi_mode);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_wr_mode (1)");rv = ioctl(spi_2_fd, SPI_IOC_WR_MODE, &spi_mode);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_wr_mode (2)");rv = ioctl(spi_1_fd, SPI_IOC_RD_MODE, &spi_mode);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_rd_mode (1)");rv = ioctl(spi_2_fd, SPI_IOC_RD_MODE, &spi_mode);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_rd_mode (2)");rv = ioctl(spi_1_fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &spi_bits_per_word);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_wr_bits_per_word (1)");rv = ioctl(spi_2_fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &spi_bits_per_word);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_wr_bits_per_word (2)");rv = ioctl(spi_1_fd, SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD, &spi_bits_per_word);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_rd_bits_per_word (1)");rv = ioctl(spi_2_fd, SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD, &spi_bits_per_word);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_rd_bits_per_word (2)");rv = ioctl(spi_1_fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &spi_speed_wr);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_wr_max_speed_hz (1)");rv = ioctl(spi_2_fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &spi_speed_wr);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_wr_max_speed_hz (2)");rv = ioctl(spi_1_fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &spi_speed_rd);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_rd_max_speed_hz (1)");rv = ioctl(spi_2_fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &spi_speed_rd);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_rd_max_speed_hz (2)");rv = ioctl(spi_1_fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST, &lsb);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_rd_lsb_first (1)");rv = ioctl(spi_2_fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST, &lsb);if (rv < 0) perror("[ERROR] ioctl spi_ioc_rd_lsb_first (2)");perror("[ERROR] here 2");return rv;
}

再将

spi_board == 0 ? bcm2835_gpio_write(ce0,LOW) : bcm2835_gpio_write(ce1,LOW);

spi_board == 0 ? bcm2835_gpio_write(ce0,HIGH) : bcm2835_gpio_write(ce1,HIGH);

加入代码中。这样树莓派就可以正常发送SPI 数据了。

具体代码如下：

void spi_send_receive(spi_command_t *command, spi_data_t *data) {// update driver status flagspi_driver_iterations++;data->spi_driver_status = spi_driver_iterations << 16;// transmit and receive buffersuint16_t tx_buf[K_WORDS_PER_MESSAGE];uint16_t rx_buf[K_WORDS_PER_MESSAGE];for (int spi_board = 0; spi_board < 2; spi_board++) {// copy command into spine type:spi_to_spine(command, &g_spine_cmd, spi_board * 2);// pointers to command/data spine arrayuint16_t *cmd_d = (uint16_t *)&g_spine_cmd;uint16_t *data_d = (uint16_t *)&g_spine_data;// zero rx buffermemset(rx_buf, 0, K_WORDS_PER_MESSAGE * sizeof(uint16_t));// copy into tx buffer flipping bytesfor (int i = 0; i < K_WORDS_PER_MESSAGE; i++)//    {tx_buf[i] = (cmd_d[i] >> 8) + ((cmd_d[i] & 0xff) << 8);}// tx_buf[i] = __bswap_16(cmd_d[i]);// each word is two bytes longsize_t word_len = 1;  // 16 bit word         注意，为了提升SPI 传输速度， // //spi_bits_per_word 由8-》16 // spi message structstruct spi_ioc_transfer spi_message[1];// zero message struct.memset(spi_message, 0, 1 * sizeof(struct spi_ioc_transfer));// set up message structfor (int i = 0; i < 1; i++) {spi_message[i].bits_per_word = spi_bits_per_word;  spi_message[i].cs_change = 1;spi_message[i].delay_usecs = 0;spi_message[i].word_delay_usecs =0;spi_message[i].len = word_len * K_WORDS_PER_MESSAGE;spi_message[i].rx_buf = (uint64_t)rx_buf;spi_message[i].tx_buf = (uint64_t)tx_buf;}// do spi communication// spi_board == 0 ? digitalWrite(ce0,0) : digitalWrite(ce1,0);spi_board == 0 ? bcm2835_gpio_write(ce0,LOW) : bcm2835_gpio_write(ce1,LOW); //加上这句，先拉低int rv = ioctl(spi_board == 0 ? spi_1_fd : spi_2_fd, SPI_IOC_MESSAGE(1),&spi_message);spi_board == 0 ? bcm2835_gpio_write(ce0,HIGH) : bcm2835_gpio_write(ce1,HIGH); //再拉高(void)rv;// flip bytes the other wayfor (int i = 0; i < 30; i++)data_d[i] = (rx_buf[i] >> 8) + ((rx_buf[i] & 0xff) << 8);// data_d[i] = __bswap_16(rx_buf[i]);usleep(1);// copy back to dataspine_to_spi(data, &g_spine_data, spi_board * 2);}
}

为了提升SPI 通讯速度，可以将报文帧缩短成两个报文

struct spi_command_t_goal
{float q_des_yaw[2];float q_des_pitch[2];float q_des_spin[2];float qd_des_yaw[2];float qd_des_pitch[2];float qd_des_spin[2]; float tau_yaw_ff[2];float tau_pitch_ff[2];float tau_spin_ff[2];int32_t checksum;
};struct spi_command_t_parameter
{float kp_yaw[2];float kp_pitch[2];float kp_spin[2];float kd_yaw[2];float kd_pitch[2];float kd_spin[2];int32_t flags[2];int8_t  motormode[6];int32_t checksum;
};

阻抗参数不是每次都配置，可以分开，每次发送运行位置信息，报文变短，发送速率会加快

unsigned char spi_bits_per_word = 8;unsigned int spi_speed_wr = 4000000;   //可以将写的频率改为4M， 6M会乱码
unsigned int spi_speed_rd = 12000000;

    // each word is two bytes longsize_t word_len = 2;  // 16 bit word

实测修改之前，树莓派运行MIT cheetah software 主体程序500HZ，修改完可以达到1600HZ，不修改带宽上不去。而且乱码校验失败

运行结果截图：实测1000HZ+

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