RSPIにおけるデータ転送のビット数とフレーム数について

LEONです。

まず、Y_RSPI0_Start()、Y_RSPI0_Stop()内のRSPIレジスタ設定値をご開示願います。

> 送信8ビット、受信32ビットを実行するにはどのようにしたらよいのでしょうか。

 FRAMのコマンド送信時は、8Bit送信のみを行い、送信後、32Bit、全二重同期に
設定を切り替えてはいかがでしょうか。
以下に手順を考えてみました。

　Y_RSPI0_Start()後

　//--  FRAMのコマンド送信時   --//
　// 8Bit、送信のみの設定
　SPSR.IDLNF== 1は待ち　// 0:RSPIがアイドル状態
　SPCR.SPE = 0　　　　　// 0:RSPI機能無効
　SPCR.TXMD =1　　　　// 1:送信動作のみのシリアル通信
　SPDCR←0x00　　　　　// SPLW=0:ワードアクセス、SPSF=00:1フレーム
　　　　　　　　　　　　// SPRDDT=0:SPDRは受信バッファリード
　SPCMD0←0x0400　　　// SPB=0100:8Bit、LSBF=0:MSBファースト
　　　　　　　　　　　　// 他のBitは必要に応じて調整してください
　SPCR.SPE = 1　　　　　// 1:RSPI機能有効

　チップセレクト
　// RDID コマンド送信
　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPTEF == 0);
　RSPI0.SPDR.WORD.H = 0x009F;　　// RDID(0x9F)コマンド送信
　
　//--  FRAMからのデバイスID(4Byte)を受信時  --//
　// 32Bit、全二重同期式シリアル通信の設定
　SPSR.IDLNF== 1は待ち　// 0:RSPIがアイドル状態
　SPCR.SPE = 0　　　　　// 0:RSPI機能無効
　SPCR.TXMD =0　　　　// 0:全二重同期式シリアル通信
　SPDCR←0x20　　　　　// SPLW=1:ロングワードアクセス、SPSF=00:1フレーム
　　　　　　　　　　　　// SPRDDT=0:SPDRは受信バッファリード
　SPCMD0←0x0200　　　// SPB=0010:32Bit、LSBF=0:MSBファースト
　　　　　　　　　　　　// 他のBitは必要に応じて調整してください
　SPCR.SPE = 1　　　　　// 1:RSPI機能有効

　// 32ビットのID受信用ダミー送信
　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPTEF == 0);
　RSPI0.SPDR.LONG = 0x00000000;　　// ダミー送信

　//-- デバイスID(4Byte)のリード --//
　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPRF == 0);　// 受信バッファフルの確認
　FRAM_DEVICE_ID = RSPI0.SPDR.LONG;

　チップセレクト 解除
　SPCR.SPE = 0　　　　　　// 0:RSPI機能無効

設定切り替え部は、関数化すると良いでしょう。
検証できないので、誤りがある場合はご容赦ください。

おっと、ポーリングの場合 IDLNFチェックの前に(時におまじない的な)SPSR空読みを入れるんだった。

上のポーリング方式は、処理が終わるまで他タスクが実行できないので、割り込み方式をお勧めします。まずは、ポーリング方式のRSPI制御がうまく動作してから、その後どうするか考えましょう。

LEON様

早速試してみましたが、コマンドを送信したところで止まってしまいますね。

挙動としては、受信の命令を飛ばしてチップセレクトがOFFになっているようです。

試したコードは次の通りです。

//
// FRAM デバイスID　読み込み
//

Y_RSPI0_Start();

/* FRAM デバイスID読み込みのための　送信モード切替 */
　　RSPI0.SPCR.BIT.SPE = 0; // 機能無効
　　RSPI0.SPCR.BIT.TXMD = 1; // 送信のみ
　　RSPI0.SPDCR.BYTE = 0x00; // ワードアクセス、1フレーム、受信バッファリード
　　RSPI0.SPCMD0.WORD = 0x0400; // 8ビット、MSBファースト・・・
　　RSPI0.SPCR.BIT.SPE = 1; // 機能有効

　　PORT5.PODR.BIT.B3 = 0; // チップセレクト -> FRAM

　　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPTEF == 0);
　　// RDID コマンド送信　（ 送信バイト数：1、データ：0x9F ）
　　RSPI0.SPDR.WORD.H = 0x009F; // データの送信
　　dummy = RSPI0.SPSR.BYTE;
　　while(RSPI0.SPSR.BIT.IDLNF == 1); //　送信完了待ち

　　/* FRAM から32bitデータ受信のための　送信モード切替 */
　　RSPI0.SPCR.BIT.SPE = 0; // 機能無効
　　RSPI0.SPCR.BIT.TXMD = 0; // 全二重
　　RSPI0.SPDCR.BYTE = 0x20; // ロングワードアクセス、1フレーム、受信バッファリード
　　RSPI0.SPCMD0.WORD = 0x0200; // 32ビット、MSBファースト・・・
　　RSPI0.SPCR.BIT.SPE = 1; // 機能有効

　　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPTEF == 0);
　　RSPI0.SPDR.LONG = 0x00000000; // ダミー送信

　　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPRF == 0); // 受信バッファフルの確認 (1)
　　FRAM_DEVICE_ID = RSPI0.SPDR.LONG;

　　PORT5.PODR.BIT.B3 = 1; // チップセレクト 解除

　　Y_RSPI0_Stop();

コード開示、ありがとうございます。

■R_RSPI0_Create()
マクロが不明ですが、値は名前から推測しました。特に設定値に問題は無さそうです。
割り込みは使わないとのことなので、IPR(RSPI0,SPTI0) の設定は不要ぐらい。

■Y_RSPI0_Start()
・SPCR2.SPIIE =0 は割り込み未使用とのことなので、なくても良い。
・Y_RSPI0_Start()内の SPSRライトは余分では。
・基本、SPCR.SPE =0 後、設定、SPCR.SPE =1 としましょう。
　SPCR.SPE =1 の状態において....の注意がマニュアルにはいろいろ記述されてます。

■Y_RSPI0_Stop()
・SPCR2.SPIIE =0 は割り込み未使用とのことなので、なくても良い。

フレームについては、1135、1136ページに示すとおりで、今回は１フレームのみ(設定1-1)で案内ですが、

Higetakaさんが案内するシーケンスを２つのフレーム（8bit, 32bit）も適切と思います。

SPTEFチェック、IDLNFチェックの前にSPSR空読みを入れててもだめですか。
（1127ページ。SPI動作ですが、クロック同期式も同じ）
表32.8 1項に示す症状っぽく、後の書込データが欠落し（送信されずに）チップセレクト解除まで処理が進んでいるようなんですが。
ダミーデータ送信直前の状態は、エミュレータで調べるとどうなってましたかね。

シーケンスとフレーム、一気に理解されたようで良かったですね。なら、話が早いです。
SPSR空読み、表32.8 1項、気をつけてね。

Higetakaさん、的確なヒント。ありがとうございました。

LEON様、Higetaka様

ありがとうございました。

ビット数とフレーム数について理解ができ、スレーブデバイスからのレスポンスも正しいデータが返ってきました。

図１　　CMD0：８ビット、フレーム数：１

図２　　CMD0：８ビット、CMD1：32ビット、フレーム数：２

後はレスポンスデータの取り込みだけなんだけど…なぜか相変わらずFF…

●　今回のフレーム操作で気がついた事。

　　設定したフレーム数の分（例：2フレームならば２つ）データがSPDRに入らなければ、マイコンは転送の実行を行わないということです。

SA様

お世話になっております。

RSPI通信などは、特に秘密にする部分も無く公開されていたほうが便利ですよね。

ただ、動作についてはきっちり理解しないと、後々苦労しそうです（笑）

今回のソースコード

● RSPIの初期化　(RX113)　中身はコード生成のままです。今回のポイントとなる箇所にコメントを追加しました

　#define参照の部分は膨大になりますので、恐れ入りますが、読んで数値を読み替えてください。　

void R_RSPI0_Create(void)

{

　　/* Disable RSPI interrupts */

　　IEN(RSPI0,SPTI0) = 0U;

　　IEN(RSPI0,SPRI0) = 0U;

　　IEN(RSPI0,SPEI0) = 0U;

　　IEN(RSPI0,SPII0) = 0U;

　　/* Cancel RSPI module stop state */

　　MSTP(RSPI0) = 0;

　　/* Disable RSPI function */

　　RSPI0.SPCR.BIT.SPE = 0U;

　　/* Set control registers */

　　RSPI0.SPPCR.BYTE = _00_RSPI_MOSI_FIXING_PREV_TRANSFER | _00_RSPI_LOOPBACK_DISABLED | _00_RSPI_LOOPBACK2_DISABLED;

　　RSPI0.SPBR = _63_RSPI0_DIVISOR;

　　RSPI0.SPDCR.BYTE = _20_RSPI_ACCESS_LONGWORD | _01_RSPI_FRAMES_2;　// フレーム数の既定値が２ 、ロングワードアクセス

　　RSPI0.SPSCR.BYTE = _01_RSPI_SEQUENCE_LENGTH_2;　　　　　　　　　// シーケンスの既定値が２

　　RSPI0.SPCKD.BYTE = _00_RSPI_RSPCK_DELAY_1;

　　RSPI0.SSLND.BYTE = _00_RSPI_SSL_NEGATION_DELAY_1;

　　RSPI0.SPND.BYTE = _00_RSPI_NEXT_ACCESS_DELAY_1;

　　RSPI0.SPCR2.BYTE = _00_RSPI_PARITY_DISABLE;

　　RSPI0.SPCMD0.WORD = _0000_RSPI_RSPCK_SAMPLING_ODD | _0000_RSPI_RSPCK_POLARITY_LOW | _0000_RSPI_BASE_BITRATE_1 | _0000_RSPI_SIGNAL_ASSERT_SSL0 | _0000_RSPI_SSL_KEEP_DISABLE | _0400_RSPI_DATA_LENGTH_BITS_8 | _0000_RSPI_MSB_FIRST | _0000_RSPI_NEXT_ACCESS_DELAY_DISABLE |

                       _0000_RSPI_NEGATION_DELAY_DISABLE | _0000_RSPI_RSPCK_DELAY_DISABLE;

　　RSPI0.SPCMD1.WORD = _0000_RSPI_RSPCK_SAMPLING_ODD | _0000_RSPI_RSPCK_POLARITY_LOW | _0000_RSPI_BASE_BITRATE_1 | _0000_RSPI_SIGNAL_ASSERT_SSL0 | _0000_RSPI_SSL_KEEP_DISABLE | _0200_RSPI_DATA_LENGTH_BITS_32 | _0000_RSPI_MSB_FIRST | _0000_RSPI_NEXT_ACCESS_DELAY_DISABLE |

                       _0000_RSPI_NEGATION_DELAY_DISABLE | _0000_RSPI_RSPCK_DELAY_DISABLE;

　　/* Set SPEI0, SPRI0, SPTI0 and SPII0 priority level */

　　IPR(RSPI0,SPTI0) = _0F_RSPI_PRIORITY_LEVEL15;

　　/* Set RSPCKA pin */

　　MPC.P51PFS.BYTE = 0x0DU;

　　PORT5.ODR0.BYTE &= 0xF7U;

　　PORT5.ODR0.BYTE |= 0x04U;

　　PORT5.PMR.BYTE |= 0x02U;

　　/* Set MOSIA pin */

　　MPC.P50PFS.BYTE = 0x0DU;

　　PORT5.ODR0.BYTE &= 0xFDU;

　　PORT5.ODR0.BYTE |= 0x01U;

　　PORT5.PMR.BYTE |= 0x01U;

　　/* Set MISOA pin */

　　MPC.P52PFS.BYTE = 0x0DU;

　　PORT5.ODR0.BYTE &= 0xDFU;

　　PORT5.ODR0.BYTE |= 0x10U;

　　PORT5.PMR.BYTE |= 0x04U;

　　RSPI0.SPCR.BYTE = _01_RSPI_MODE_CLOCK_SYNCHRONOUS | _00_RSPI_FULL_DUPLEX_SYNCHRONOUS | _08_RSPI_MASTER_MODE;

}

●　SPI通信の前処理

void Y_RSPI0_Start(void)
{

　　// ポーリング用のSPI通信前処理（　割り込み無し　）

　　volatile uint8_t dummy;

　　/* SPEビットの許可　*/
　　RSPI0.SPCR.BIT.SPE = 1;

　　/* Clear error sources */
　　dummy = RSPI0.SPSR.BYTE; // 読み込んでから書くための処理　ハードウェアマニュアルに説明あり
　　RSPI0.SPSR.BYTE = 0xA0U;

　　/* Disable idle interrupt */
　　RSPI0.SPCR2.BIT.SPIIE = 0U; // アイドル割り込み要求の発生を禁止

}

●　SPI通信の後処理

void Y_RSPI0_Stop(void)
{

　　// ポーリング用のSPI通信後処理（　割り込み無し　）
　　RSPI0.SPCR2.BIT.SPIIE = 0U;

　　/* Disable RSPI function */
　　RSPI0.SPCR.BIT.SPE = 0U;
}

●　参考例１．富士通製　FRAMのステータスレジスタの読み取り　コマンド数１、フレーム数１

//
// FRAM ステータスレジスタ　読み込み
//

　　RSPI0.SPDCR.BIT.SPFC = 0x00;　　　　　　　　　　　　　　// 1フレーム　初期化の既定値は２フレームなので、ここで１フレームに変更する　　　
　　RSPI0.SPSCR.BYTE = _00_RSPI_SEQUENCE_LENGTH_1;　　// 0 -> 0 -> 0...　初期化の既定値はシーケンス値が２なので、ここで１に変更する

　　Y_RSPI0_Start();　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//　前処理

　　PORT5.PODR.BIT.B3 = 0; // チップセレクト -> FRAM

　　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPTEF == 0);
　　// RDSR コマンド送信　（ 送信バイト数：1、データ：0x05 ）

　　RSPI0.SPDR.LONG = 0x00000005;　　　　　　　　　　　　　// データの送信　８ビットのコマンドを送信する　ロングワードアクセスなので、0x00000005
　　dummy = RSPI0.SPSR.BYTE;
　　while(RSPI0.SPSR.BIT.IDLNF == 1);　　　　　　　　　　　　//　送信完了待ち
　　RSPI0.SPDR.LONG = 0x00000000;　　　　　　　　　　　　　// 受信用ダミー送出
　　dummy = RSPI0.SPSR.BYTE;
　　while(RSPI0.SPSR.BIT.IDLNF == 1);　　　　　　　　　　　　　//　送信完了待ち

　　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPRF == 0);　　　　　　　　　　　　　// 受信バッファフルの確認
　　FRAM_READ_STR = RSPI0.SPDR.LONG;

　　PORT5.PODR.BIT.B3 = 1; // チップセレクト 解除

　　Y_RSPI0_Stop();

●　参考例２．富士通製　FRAMのデバイスIDの読み取り　コマンド数2、フレーム数2

//
// FRAM デバイスID　読み込み
//

　　RSPI0.SPDCR.BIT.SPFC = 0x01;　　　　　　　　　　　　　　　　// 2フレーム　　フレーム数を２とする
　　RSPI0.SPSCR.BYTE = _01_RSPI_SEQUENCE_LENGTH_2;　　　　　// 0 -> 1 -> 0...　シーケンス値が２とする

　　Y_RSPI0_Start();
　　PORT5.PODR.BIT.B3 = 0;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// チップセレクト -> FRAM
　　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPTEF == 0);
　　// RDID コマンド送信　（ 送信バイト数：1、データ：0x9F ）
　　RSPI0.SPDR.LONG = 0x0000009F;　　　　　　　　　　　　　　　// コマンドの送信
　　dummy = RSPI0.SPSR.BYTE;
　　while(RSPI0.SPSR.BIT.IDLNF == 1);　　　　　　　　　　　　　　//　送信完了待ち
　　RSPI0.SPDR.LONG = 0x00000000;　　　　　　　　　　　　　　　// 受信用ダミーの送信
　　dummy = RSPI0.SPSR.BYTE;
　　while(RSPI0.SPSR.BIT.IDLNF == 1);　　　　　　　　　　　　　　//　送信完了待ち
　　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPRF == 0);　　　　　　　　　　　　　　　// 受信バッファフルの確認
　　FRAM_DEVICE_ID = RSPI0.SPDR.LONG;

　　PORT5.PODR.BIT.B3 = 1;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// チップセレクト 解除

　　Y_RSPI0_Stop();

【備考】

　　上記のソースコードで、SPIバス上に正しいデータがスレーブから送出されることまでは確認出来ています。

　　しかし、どこかの設定に誤りがあるらしく、RSPIのデータレジスタから受信データを取り出すことが出来ておりません。

　　参考にされる際は、この点をご了承願います。

Higetaka様

お世話になっております。

> シーケンスの送出後、設定したフレーム数分の受信データがシフトレジスタから受信バッファ（SPRX）に転送されたとき、

> SPRFが1になり、その後に受信バッファにたまっている２フレーム分の応答を読み出せば良いはずです。

やはり、その筈ですよね…　

しかし、別のスレッドで書かせて頂いていますが、「送信完了」となったのちに

　　while(RSPI0.SPSR.BIT.SPRF == 0);

で受信バッファフルの状態を待って、

　　FRAM_READ_STR = RSPI0.SPDR.WORD.H;

で受信データの取り込みを試みておりましたが、悉く、全てのデータが‘0xFF’となっているのです。

バスのロジアナ波形が正しいのに、なぜバッファのデータが0xFFなのか…全く判らず、かなり困っておりました。

原因がわからないので、一旦保留にしておいたのです。

今回Higetakaさんに教えていただいた後はロングワードアクセスとなりましたので、

　　FRAM_READ_STR = RSPI0.SPDR.LONG;

になるかと思いますので、明日試作機で試してみます。

と、現在自宅で書きながら考えたのですが…

ワードアクセスで評価している時、送信データは上位16ビットに書き込むということになっているので、

受信も同様に考えてSPDR上位16ビットを読んでいました。

ハードウェアマニュアルのPage1076の説明は、

「SPDR レジスタは、RSPI 送受信用のデータを格納するバッファです。
ロングワードアクセス（SPLW ビットが“1”）のときは、SPDR をアクセスしてください。
ワードアクセス（SPLW ビットが“0”）のときは、SPDR の上位側16 ビット（H）をアクセスしてください。」

と説明されています。

SPDRの上位16ビット（H）とは、別の表現ではSPDR[31:16]ですよね。

一方で、同マニュアルのPage1076-1077をあらためて読みますと、次のように説明されています。

「　受信バッファは、データの受信が完了すると受信データを格納します。オーバラン発生時は、受信バッファの値を更新しません。

　また、データ長が32 ビット以外の場合、SPRXn（n=0 ～ 3）の非参照ビットには、SPTXn（n=0 ～ 3）の非参照ビットが格納されます。
たとえば、データ長が9 ビットのデータを受信した場合はSPRXn[8:0] には受信データが格納され、SPRXn[31:9] にSPTXn[31:9] が格納されます。」

つまり、受信したステータスリードなどの8ビットデータはSPDR[7:0]に居たということになるのでしょうか。

ならば、ワードアクセスでSPDRの上位側16ビット（H）をアクセスするのは送信の時のみ？　（汗;）