一、概述
对于嵌入式通用MCU来说，SPI作为从机的应用相比作为主机来说比较少，网络上无论是哪个品牌的MCU，对于SPI从机的介绍以及性能也是比较少。
先楫在SPI外设上，单从hpm_sdk上看，SPI外设的每个sample例子，比如poll方式、中断方式、DMA方式的例子都有对应的主机和从机例子，相对应提供了SPI主机和从机的操作方式。
本文就从hpm_sdk的spi sample例子入手，对于poll和中断方式本文不阐述，若需要了解差异可看该系列文章的SPI主机说明部分。
本文以spi的sample中的DMA例子来进行阐述，硬件上需要两块HPM的板子，比如两块hpm6200evk。以此来说明SPI从机发送和接收的性能。
二、HPM_SDK的SPI从机相关API介绍
SPI外设的大多API接口都可适用于SPI主机或者从机，本文主要介绍SPI从机需要的API接口
(一) SPI从机的功能时钟开启
hpm_sdk中，每个芯片的官方板子，也就是对应的board文件，比如hpm6200evk的board.c，里面包含了board_init_spi_clock这API，里面实现了SPI的时钟指向group以及时钟的来源。
可以看到，SPI时钟来源于PLL时钟的PLL0_CLK--400M，经过五分频得到的，也就是80M。本文就是基于这个SPI工作频率下进行验证。
需要说明的是：SPI作为从机的时候，对应的SPI主机设备驱动输出的SCK时钟必须小于等于SPI工作频率的1/4，也就是20M的SPI SCLK驱动。
（二）SPI从机的两种数据传输模式
SPI作为从机，对于数据的传输分为两种：纯数据模式和非纯数据模式。这个设置位在TRANSCTRL中的SLVDATAONLY位域。
那么何为纯数据模式呢，在UM手册可以看到SPI控制器对于SPI从机的介绍：
SPI作为从机模式下，如果不配置SLVDATAONLY这个位域，那么默认就是0，也就是控制器会把SPI总线上的信号，分别解释为命令、等待和数据。而且命令和等待段都是固定为8位。
这也就是说，非纯数据模式下，SPI从机在收到SCLK开始，前面的头16个时钟周期，也就是8个字节，会被从机认为是命令、等待段，其余的才是数据段。
这样就好理解纯数据模式下是什么意思了，纯数据模式下，SPI作为从机时，SPI控制器会把SPI总线上的所有信号都解释为数据段。
需要注意的是，在纯数据模式下，SPI传输模式只能同时读写模式，同时也只能用于常规模式（1线模式）。
可以做个实验验证下，在保持SPI DMA的master sample保持不变，也就是SPI主机会发命令和地址段。在SPI从机看来就是命令和地址段。
当为非纯数据模式下时，SPI从机的数据段不会带有SPI主机发过来的命令和地址字节。
当为纯数据模式下，SPI从机会把SPI总线上的所有数据识别为数据段。
对应的API接口可以在spi_control_config_t结构体里面的spi_slave_control_config_t结构体
对应赋值API接口主要有传输API和SPI控制配置初始化
在进行配置传输的时候，比如spi_setup_dma_transfer 这个DMA方式的API，这个API在SPI作为从机上，主要调用了上面的spi_control_init API对SPI的TRANSCTRL寄存器进行配置，主要就是配置数据传输是否为纯数据模式，以及SPI传输模式、然后开启接收或者发送DMA。
开发者使用该API，只需要赋值对应的结构体成员，然后进行调用。比如本文使用的SPI DMA中的SPI slave 这个例子.。
配置好SPI之后，需要配置下DMA，比如DMA的源地址和设备地址等等。之后等待从机的收发数据计数是否到了配置TRANSCTRL寄存器的收发长度。
对应的API为spi_slave_get_sent_data_count 和 spi_slave_get_received_data_count 两个API
详情的流程可以参考hpm_sdk中的sample/drivers/spi/dma的代码。
三、SPI从机收发性能验证
SPI的功能时钟，手册中写的是80M，SPI作为从机的时候，SPI总线的频率时钟不能大于四分之一SPI功能时钟，也就是20M的SPI SCLK时钟。
需要注意的是:测试收发的数据要放在AHB SRAM当中。
（一）SPI 20M SCLK时钟驱动符合手册预期
sample的例子也是基于20M进行验证。下载之后查看双板log以及示波器，可以看到SPI总线的SCK时钟保持连续，并且双板通信收发正常。
在SPI 25M SCLK时钟驱动依旧收发正常。
（二）SPI 25M以上 SCLK时钟驱动数据收发不正常 (根据自己应用进行小技巧纠正)
在手册规定下的SPI总线20M的时钟下，对于SPI从机来说，25M以下的频率,SPI从机还能来得及采样。但一旦超过25M之后，SPI从机对于总线上的数据，由于来不及采样，导致可能会出现第一位或者第二位出现丢失导致数据收发异常，从而导致数据接收左移。
比如在SPI总线40M SCLK情况下，会遇到由于SPI从机没采样到第一位，导致后续的数据位全部左移一位。
sdk的sample使用的SPI模式是模式3，也就是总线空闲时是高电平，第1个跳变沿是下降沿，第2个跳变沿是上升沿，数据在第2个跳变沿（上升沿）采样。
1、从机接收纠正小技巧
从机的SCLK时钟由主机提供，接收主机的数据的时候，所以无论是哪种方式，都会由于采样速度慢于主机的原因，延后一个或者两个的采样位，导致数据产生偏移。那么软件上可以通过偏移的采样位进行右移得到正确的数据，比如从机收到的是0x02，采样位偏移1位，那么右移可以得到0x01。则正确对上数据。
SCK的时钟阴影部分表示从机丢失的时钟采样。
2、从机发送纠正小技巧
跟上面同样的原理，由于主机采样比从机快，所以不存在数据左移的情况。那么从机的SPI模式可以改成跟主机的SPI模式相反。
比如主机的SPI模式是模式3，也就是总线空闲时是高电平，第1个跳变沿是下降沿，第2个跳变沿是上升沿，数据在第2个跳变沿（上升沿）采样。
而从机可以配置为模式0，也就是空闲时是低电平，第1个跳变沿是上升沿，第2个跳变沿是下降沿，数据在第1个跳变沿（上升沿）采样。
SCK的时钟阴影部分表示从机丢失的时钟采样。
例子可以这么改动。
编译后烧录，SPI主机从机的发送和接收，可以看到：
SPI主机发送给SPI从机的数据，从机显示总会左移一位。可以通过软件处理偏移，但不推荐。
而SPI从机发给SPI主机，由于双方的模式相反，根据上述阐述，主机收到的数据跟从机发送的一样。
四、总结
1、先楫在SPI从机功能时钟为80M下，从机收发可以达到20M到25M左右，单线SPI可以2.5MB/s左右速度。达到这符合官方手册说明。
2、可以通过提升SPI功能时钟提升从机收发性能，但不保证功能是否正常，不在本文和官方手册阐述范围内。
3、由于再高的SPI SCLK，会导致从机时序采样过慢导致数据收发异常，如果想继续提升从机的收发性能，可以通过一些小技巧来避免时序错位的问题。但这些小技巧取决于自己的应用，不在官方手册阐述范围内。
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