add part 5 SPI

part5-SPI/SINT_5.tex

+\documentclass[9pt]{beamer}
+
+\usepackage[T1]{fontenc}
+\usepackage[utf8]{inputenc}
+\usepackage[frenchb]{babel}
+
+\usepackage{graphicx}
+\usepackage{multirow}
+\usepackage{array}
+
+\newcommand{\version}{{1.0.0}}
+
+% --------- BEGIN STYLE BEAMER ---------
+\usetheme{Madrid}
+\definecolor{ECNBleu}{HTML}{102648}
+\definecolor{ECNJaune}{HTML}{FAB600}
+
+\setbeamercolor{frametitle}{bg=ECNBleu,fg=white} %le titre de la frame, en haut
+\setbeamercolor{title in head/foot}{bg=ECNJaune,fg=ECNBleu} %barre bas, milieu
+\setbeamercolor{author in head/foot}{bg=ECNBleu,fg=ECNJaune} %barre bas, gauche
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+\setbeamercolor{section in head/foot}{bg=ECNJaune,fg=ECNBleu} %haut gauche
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+\setbeamercolor{block title}{fg=white,bg=ECNBleu}
+
+%\setbeamercolor{normal text}{bg=IUTBleuFonce} %texte
+\setbeamercolor{item}{bg=ECNBleu}
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+\setbeamercolor{description item}{fg=couleurEmph}
+\setbeamercolor{section in toc}{fg=ECNBleu}
+%\setbeamercolor{subsubitem}{bg=IUTBleuFonce}
+
+%structure (eq emph dans beamer)
+\setbeamercolor{emph}{fg=couleurEmph}
+% ----------------------------
+
+\usepackage{listings}
+
+\lstdefinestyle{customc}{
+  belowcaptionskip=1\baselineskip,
+  breaklines=true,
+  frame=L,
+  xleftmargin=\parindent,
+  language=C,
+  showstringspaces=false,
+  basicstyle=\tiny\ttfamily,
+  keywordstyle=\bfseries\color{green!40!black},
+  commentstyle=\itshape\color{purple!40!black},
+  identifierstyle=\color{blue},
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+}
+
+\lstset{escapechar=@,style=customc}
+
+\newenvironment<>{questionblock}[1]{%
+\setbeamercolor{block title}{bg=ECNJaune,fg=ECNBleu}%
+\begin{block}#2{#1}}{\end{block}}
+
+\newcommand\cad{c'est-à-dire\xspace}
+\newcommand\iic{I$^2$C\xspace}
+
+\title[SEC2 -- SINT (version \version)]{Systèmes Interconnectés}
+\subtitle[\ldots]{---\\Partie 5 : SPI}
+\author[P.-E. Hladik]{Pierre-Emmanuel Hladik\\\tiny pierre-emmanuel.hladik@ec-nantes.fr}
+\institute[Centrale Nantes]{}
+%{\tiny\date{\today}}
+%\logo{
+\titlegraphic{
+	\flushleft\includegraphics[width=3cm]{./figures-pdf/LogoCN_RVB}
+}
+
+\begin{document}
+
+ \frame{\titlepage}
+
+% --------- Sections ---------
+\section{SPI}
+\subsection{Connectivité}
+% ----------------------------
+
+% --------- Sommaire ---------
+\begin{frame}
+  \tableofcontents[currentsection, hideothersubsections, subsectionstyle=show/shaded]
+\end{frame}      
+% ----------------------------
+
+% --------- Introduction ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{Le bus SPI en bref}
+
+\begin{block}{Historique}
+Proposé par Motorola au milieu des années 1980.
+\end{block}
+
+\begin{block}{Caratéristiques}
+\begin{itemize}
+	\item bus série synchrone
+	\item un maître et des esclaves
+	\item mode half-duplex
+\end{itemize}
+\end{block}
+\bigskip
+
+Liens :
+\begin{itemize}
+	\item \href{https:/fr.wikipedia.org/wiki/Serial_Peripheral_Interface}{https:/fr.wikipedia.org/wiki/Serial\_Peripheral\_Interface}
+	\item \href{https:/en.wikipedia.org/wiki/Serial_Peripheral_Interface_Bus}{https:/en.wikipedia.org/wiki/Serial\_Peripheral\_Interface\_Bus}
+\end{itemize}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- Connexion ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{Connexion du bus SPI}
+
+
+Les quatre signaux :
+\begin{itemize}
+	\item SS (Slave Select) : sélection d'un esclave ; la barre de surlignement signifie que le signal est actif au niveau bas
+	\item SCLK (Serial CLocK) ou SCK : horloge émise par le maître
+	\item MOSI (Master Out Slave In) ou SI : donnée émise par le maître à destination de l'esclave sélectionné
+	\item MISO (Master In Slave Out) ou SO : donnée émise par l'esclave sélectionné à destination du maître
+\end{itemize}
+\bigskip
+
+%Pour communiquer il faut que la ligne SS soit sélectionnée.
+
+\begin{center}
+	\includegraphics[width=.8\textwidth]{./figures-pdf/connexion}
+\end{center}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- Sections ---------
+%\section{SPI}
+%\subsection{Connectivité}
+\subsection{Protocole}
+% ----------------------------
+
+% --------- Sommaire ---------
+\begin{frame}
+  \tableofcontents[currentsection, hideothersubsections, subsectionstyle=show/shaded]
+\end{frame}      
+% ----------------------------
+
+% --------- Protocole ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{Protocole du bus SPI}
+
+
+La communication est un échange de données entre le maître et l'esclave sélectionné :
+\begin{itemize}
+	\item initialement, toutes les lignes {\bf SS} sont inactives (au niveau haut)
+	\item le maître met à 0 le signal {\bf SS} de l'esclave avec lequel il veut communiquer
+	\item le maître pousse ses données sur {\bf MOSI} de manière synchrone avec {\bf SCK} 
+	\item l'esclave pousse ses données sur {\bf MISO} de manière synchrone avec {\bf SCK} 
+	\item le nombre de bits échangés est généralement un multiple de 8 bits 
+	\item quand le maître a terminé, il désactive le signal {\bf SS} de l'esclave
+\end{itemize}
+\bigskip
+
+Exemple d'échange d'un octet (avec CPOL=0 et CPHA=0, voir page suivante)
+
+\begin{center}
+	\includegraphics[width=.9\textwidth]{./figures-pdf/trale}
+\end{center}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- Exemple ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{Exemple}
+
+
+\begin{center}
+	\includegraphics[width=.9\textwidth]{./figures-pdf/exmple}
+\end{center}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- Paramètres d'un bus SPI ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{Paramètres d'un bus SPI}
+
+
+Trois paramètres doivent être configurés :
+\begin{itemize}
+	\item la fréquence de l'horloge SCK,
+	\item la polarité de l'horloge CPOL (Clock Polarity),
+	\item la phase de l'horloge CPHA (Clock PHAse).
+\end{itemize}
+\bigskip
+
+Un esclave impose une fréquence à ne pas dépasser pour l'horloge SCK, et des contraintes sur CPOL et CPHA ; le maître doit être programmé en conséquence.
+
+\begin{table}[htdp]
+\begin{center}
+\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|}
+\hline
+Mode & CPOL & CPHA & Horloge au repos & Donnée\\
+\hline
+0 & 0 & 0 & Niveau bas & Placée sur $\uparrow$\\
+\hline
+1 & 0 & 1 & Niveau bas & Placée sur $\downarrow$\\
+\hline
+2 & 1 & 0 & Niveau haut & Placée sur $\downarrow$\\
+\hline
+3 & 1 & 1 & Niveau haut & Placée sur $\uparrow$\\
+\hline
+\end{tabular}
+\end{center}
+\end{table}%
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- CPOL et CPHA ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{CPOL et CPHA}
+
+
+
+\begin{center}
+	\includegraphics[width=.9\textwidth]{./figures-pdf/CPOL_CPHA}
+\end{center}
+
+
+Déterminer les valeurs adéquates de CPOL et CPHA est le plus « embrouillant » dans le réglage du bus SPI (les documentations des composants n'utilisent pas toujours les noms CPOL, CPHA ou encore SPI Mode...)
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- Sections ---------
+%\section{SPI}
+%\subsection{Connectivité}
+%\subsection{Protocole}
+\subsection{Programmer le driver}
+% ----------------------------
+
+% --------- Sommaire ---------
+\begin{frame}
+  \tableofcontents[currentsection, hideothersubsections, subsectionstyle=show/shaded]
+\end{frame}      
+% ----------------------------
+
+
+% --------- SPI matériel / SPI logiciel ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{SPI matériel / SPI logiciel}
+
+
+Il existe deux façons d'établir la communication :
+\vspace{1em}
+	
+\begin{itemize}
+	\item {\bf SPI matériel :} on utilise un module SPI intégré dans le micro-contrôleur\\
+	{\bf Avantage :} la rapidité\\
+	\vspace{1em}
+	\item {\bf SPI logiciel :} on utilise des ports d'entrée-sortie logique quelconques\\
+	{\bf Avantage :} n'importe quels ports logiques peuvent être utilisés
+\end{itemize}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- Programmer un SPI logiciel ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{Programmer un SPI logiciel}
+
+Il est possible de programmer une communication SPI par logiciel. Il suffit de quatre ports d'entrée-sortie.
+\bigskip
+
+On nomme les ports d'entrée-sortie {\bf SS}, {\bf SCK}, {\bf MOSI} et {\bf MISO}.
+\bigskip
+
+{\bf Initialisation :} Le port {\bf MISO} est programmé en entrée. Les ports {\bf SS}, {\bf SCK}, {\bf MOSI} sont programmés en sortie. {\bf SS} doit être à HIGH, {\bf SCK} à LOW [pour les modes 0 et 2, c'est-à-dire CPOL=0].
+\bigskip
+
+{\bf Effectuer une transaction :} Une transaction est un échange de données entre le maître et l'esclave :
+\begin{enumerate}
+	\item mettre {\bf SS} à LOW
+	\item  pour chaque bit (cet algorithme est uniquement valide pour le mode 0, c'est-à-dire CPOL=0 et CPHA=0) :
+	\begin{enumerate}
+		\item positionner le bit à transmettre sur {\bf MOSI}
+		\item attendre 1 $\mu$s ;
+		\item lire le bit reçu sur {\bf MISO} ;
+		\item mettre {\bf SCK} à HIGH ;
+		\item attendre 1 $\mu$s ;
+		\item mettre {\bf SCK} à LOW ; 
+	\end{enumerate}
+	\item mettre {\bf SS} à HIGH.
+\end{enumerate}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- SPI sur Arduino ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{SPI sur Arduino}
+
+Le SPI matériel utilise un module SPI intégré dans le micro-contrôleur. On a donc un choix
+limité des ports d'entrée-sortie. La librairie {\tt SPI} sur Arduino gère le SPI.
+
+\begin{alertblock}{}
+Attention, la librairie SPI ne prend pas en charge le signal SS : il faut le gérer soi-même.
+\end{alertblock}
+
+{\bf Importer la librairie SPI :}\\
+\#include <SPI.h>
+\bigskip
+
+{\bf Configurer la librairie SPI (à effectuer dans la fonction {\tt setup}) :}\\
+SPI.begin () ;
+\bigskip
+
+{\bf Effectuer une transaction :} une transaction est un échange de données entre le maître et l'esclave :
+\begin{enumerate}
+	\item mettre {\bf SS} à LOW
+	\item appeler {\tt SPI.beginTransaction()} 
+	\item appeler {\tt SPI.transfer()} (échange d'un octet) autant de fois qu'il y a d'octets à échanger, la donnée reçue est la valeur retournée par la fonction
+	\item appeler {\tt SPI.endTransaction ()}
+	\item mettre {\bf SS} à HIGH
+\end{enumerate}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+
+% --------- Sections ---------
+%\section{SPI}
+%\subsection{Connectivité}
+%\subsection{Protocole}
+%\subsection{Programmer le driver}
+\subsection{SPI sur la carte Feather}
+% ----------------------------
+
+% --------- Sommaire ---------
+\begin{frame}
+  \tableofcontents[currentsection, hideothersubsections, subsectionstyle=show/shaded]
+\end{frame}      
+% ----------------------------
+
+% --------- Liaison SPI de la carte Feather M0 Wifi ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{Liaison SPI de la carte Feather M0 Wifi}
+
+
+\begin{center}
+	\includegraphics[width=.9\textwidth]{./figures-pdf/feather}
+\end{center}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- MCP2515 sur la carte Feather M0 Wifi---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{MCP2515 sur la carte Feather M0 Wifi}
+
+Sur la carte Feather M0 Wifi, le bus SPI est utilisé pour connecter un contrôleur CAN, le MCP2515 de Microship.
+
+\begin{center}
+	\includegraphics[width=.8\textwidth]{./figures-pdf/MCP2515}
+\end{center}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- MCP2515 sur la carte Feather M0 Wifi---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{MCP2515 sur la carte Feather M0 Wifi}
+
+Les ports 10, 11 et 12 ont été choisis car ils peuvent être sélectionnés aussi pour une liaison SPI logicielle que pour une liaison SPI matérielle.
+\bigskip
+
+\begin{center}
+	\includegraphics[width=.8\textwidth]{./figures-pdf/feather_MCP}
+\end{center}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- Registres du MCP2515---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{Registres du MCP2515}
+
+Le MCP 2515 contient un nombre important de registres qui permettent de configurer le composant, d'envoyer des messages CAN et d'en recevoir. 
+\bigskip
+
+\begin{center}
+	\includegraphics[width=.8\textwidth]{./figures-pdf/registers}
+\end{center}
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- Écrire un registre du MCP2515 ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{Écrire un registre du MCP2515}
+
+Pour écrire un registre, il faut envoyer successivement trois octets :
+\begin{enumerate}
+	\item l'instruction d'écriture (un octet égal à 0x02)
+	\item l'adresse du registre
+	\item la donnée à écrire
+\end{enumerate}
+\bigskip
+
+\begin{center}
+	\includegraphics[width=.9\textwidth]{./figures-pdf/write}
+\end{center}
+
+Par exemple, pour écrire 0x55 dans le registre TXB0D0, il faut envoyer les trois octets : 0x02, 0x36, 0x55.
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+% --------- Lire un registre du MCP2515 ---------
+\begin{frame}[plain]
+\frametitle{Lire un registre du MCP2515}
+
+Pour lire un registre, il faut envoyer successivement trois octets :
+\begin{enumerate}
+	\item l'instruction de lecture (un octet égal à 0x03)
+	\item l'adresse du registre
+	\item un octet quelconque tout en lisant le contenu du registre {\tt MISO}
+\end{enumerate}
+\bigskip
+
+\begin{center}
+	\includegraphics[width=.9\textwidth]{./figures-pdf/read}
+\end{center}
+
+Par exemple, pour lire le registre TXB0D0, il faut envoyer les trois octets : 0x03, 0x36, et une valeur quelconque.
+
+\end{frame}
+% ----------------------------
+
+\end{document}
\ No newline at end of file