工作 · 25日 2月 2023

MPSSEでSPI(1)

FTDIの一部のチップはMPSSEという機能でピンからSPI波形を出すことができます。自力で波形を形成する同期BitBangや非同期BitBangより良いのではないかってことで確認する。BitBangを試した時の記事はこちら。

FTDIのホームページによるとMPSSEができるのは以下のチップ。

FT232HPQ

FT233HPQ

FT2232HPQ

FT2233HPQ

FT4232HPQ

FT4233HPQ

FT2232D (NRND)

FT4232HAQ

FT4232H-56Q

FT4232HQ

FT4232HL

FT2232H-56Q

FT2232HL

FT2232HQ

FT232HQ

FT232HL

ドキュメントはこちらで"MPSSE"で検索。とこちら(D2XX_Programmer's_Guide(FT_000071))。

BitBangではFT_Writeをすると、そのデータが指示通りにポート状態に反映されていたけど、MPSSEではコマンド指示するような感じになる。そのコマンドやら引数やらは、AN_108に書いてあるんだけど、これを理解するのがまぁまぁしんどい。

と思っていると、なんと、SPIを出すためのDLLがFTDIから提供されている。こちら(LibMPSSE-SPI Examples)。そして、使い方はこちら(AN_178)。何事もしんどい初老の中年は易きに流れてみることにする。

で、今回は秋月のFD2232Dモジュールを使う。

こんな感じで。

import ctypes
from ctypes import wintypes
import time

#/******************************************************************************/
#/*                                                             Macro defines                                                             */
#/******************************************************************************/
#/* Bit definition of the transferOptions parameter in SPI_Read, SPI_Write & SPI_Transfer  */

#/* transferOptions-Bit0: If this bit is 0 then it means that the transfer size provided is in bytes */
SPI_TRANSFER_OPTIONS_SIZE_IN_BYTES=0x00000000
#/* transferOptions-Bit0: If this bit is 1 then it means that the transfer size provided is in bytes */
SPI_TRANSFER_OPTIONS_SIZE_IN_BITS=0x00000001
#/* transferOptions-Bit1: if BIT1 is 1 then CHIP_SELECT line will be enabled at start of transfer */
SPI_TRANSFER_OPTIONS_CHIPSELECT_ENABLE=0x00000002
#/* transferOptions-Bit2: if BIT2 is 1 then CHIP_SELECT line will be disabled at end of transfer */
SPI_TRANSFER_OPTIONS_CHIPSELECT_DISABLE=0x00000004
#/* transferOptions-Bit3: if BIT3 is 1 then LSB will be processed first */
SPI_TRANSFER_OPTIONS_LSB_FIRST=0x00000008


#/* Bit definition of the Options member of configOptions structure */
SPI_CONFIG_OPTION_MODE_MASK=0x00000003
SPI_CONFIG_OPTION_MODE0=0x00000000
SPI_CONFIG_OPTION_MODE1=0x00000001
SPI_CONFIG_OPTION_MODE2=0x00000002
SPI_CONFIG_OPTION_MODE3=0x00000003

SPI_CONFIG_OPTION_CS_MASK=0x0000001C            #/* 111 00 */
SPI_CONFIG_OPTION_CS_DBUS3=0x00000000           #/* 000 00 */
SPI_CONFIG_OPTION_CS_DBUS4=0x00000004           #/* 001 00 */
SPI_CONFIG_OPTION_CS_DBUS5=0x00000008           #/* 010 00 */
SPI_CONFIG_OPTION_CS_DBUS6=0x0000000C           #/* 011 00 */
SPI_CONFIG_OPTION_CS_DBUS7=0x00000010           #/* 100 00 */

SPI_CONFIG_OPTION_CS_ACTIVEHIGH=0x00000000
SPI_CONFIG_OPTION_CS_ACTIVELOW=0x00000020

class ChannelConfig(ctypes.Structure):
    _fields_=[("ClockRate",wintypes.DWORD),
              ("LatencyTimer",ctypes.c_uint8),
              ("configOptions",wintypes.DWORD),
              ("Pin",wintypes.DWORD),
              ("currentPinState",ctypes.c_uint16)]

class FT_DEVICE_LIST_INFO_NODE(ctypes.Structure):
    SerialNumberArray16=ctypes.c_char*16
    DescriptionArray64=ctypes.c_char*64
    _fields_=[("Flags",wintypes.ULONG),
              ("Type",wintypes.ULONG),
              ("ID",wintypes.ULONG),
              ("LocId",wintypes.DWORD),
              ("SerialNumber",SerialNumberArray16),
              ("Description",DescriptionArray64),
              ("ftHandle",ctypes.c_void_p)
              ]

channels=wintypes.DWORD(0)

verMPSSE=wintypes.DWORD(0)
verD2XX=wintypes.DWORD(0)
dllfile='.\\libmpsse.dll'
dll = ctypes.CDLL(dllfile)

res=dll.Ver_libMPSSE(ctypes.pointer(verMPSSE),ctypes.pointer(verD2XX))
print(verMPSSE)
print(verD2XX)

res=dll.SPI_GetNumChannels(ctypes.pointer(channels))
print(channels)

devList=FT_DEVICE_LIST_INFO_NODE()
res=dll.SPI_GetChannelInfo(0,ctypes.pointer(devList))

handle = ctypes.c_void_p()
res=dll.SPI_OpenChannel(0,ctypes.pointer(handle))

channelConf=ChannelConfig()
channelConf.ClockRate=1000000
channelConf.LatencyTimer=2
channelConf.configOptions=0x00000020
channelConf.Pin=0
res=dll.SPI_InitChannel(handle, ctypes.pointer(channelConf))

inBuffer=(ctypes.c_uint8*128)()
outData=[0x55,0xAA,0x55]
#sizeToTransfer=wintypes.DWORD(24)
sizeToTransfer=wintypes.DWORD(3)
sizeTransferred=wintypes.DWORD()
#transferOptions=wintypes.DWORD(SPI_TRANSFER_OPTIONS_SIZE_IN_BITS|SPI_TRANSFER_OPTIONS_CHIPSELECT_ENABLE|SPI_TRANSFER_OPTIONS_CHIPSELECT_DISABLE)
transferOptions=wintypes.DWORD(SPI_TRANSFER_OPTIONS_CHIPSELECT_ENABLE|SPI_TRANSFER_OPTIONS_CHIPSELECT_DISABLE)

res=dll.SPI_ReadWrite(handle,inBuffer,(ctypes.c_ubyte * len(outData))(*outData),sizeToTransfer,ctypes.pointer(sizeTransferred),transferOptions)
res=dll.SPI_ReadWrite(handle,inBuffer,(ctypes.c_ubyte * len(outData))(*outData),sizeToTransfer,ctypes.pointer(sizeTransferred),transferOptions)

res=dll.SPI_CloseChannel(handle)

まぁ、こうなる。

LatencyTimer=2

はデバイスによって推奨範囲が違うので、デバイスのデータシートもいちおう目は通しておこう。まぁピン配置見るので目通すわな。

3バイト送ってみる。

で、