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Jetson-NanoでSPIインターフェースを有効にする

はじめに​

Jetson NanoはGPIOと多重化された2つのSPIインターフェースを備えていますが、SPIはデフォルトでは有効になっていません。設定ツール /opt/nvidia/jetson-io/jetson-io.py を使用してSPIを有効にできるOrinなどの他のJetsonシリーズとは異なり、この方法はJetson Nanoでは適用できません。

このセクションではSPI1コントローラーを例として使用し、Jetson NanoでSPI機能を有効にする方法を提供します。この方法は、Jetsonデバイスにイメージをフラッシュする前に適用する必要があることに注意してください。

note

このwikiの方法は、Jetsonデバイスにイメージをフラッシュする前に適用する必要があります。

SPIの変更とフラッシュ​

まず、Jetson NanoのRECピンとGNDピンをショートしてリカバリモードに入る必要があります。次に、ホストPC上で、フラッシュする予定のイメージを準備します。ただし、SPI変更を完了するまでは、Jetson Nanoにフラッシュしないでください。 J101用JetPackフラッシュチュートリアルを参照し、コマンドライン方法のみを使用してください。

NIVIDIA DEVELOPERから、BSPとSimple Root Filesystemを含む、お好みのバージョンをダウンロードしてください。 このガイドでは、例としてL4T 32.7.2を使用します。

BSPとSimple Root Filesystemを同じディレクトリに配置し、以下の手順に従ってそれらを展開し、apply_binaries.shを実行してください：

tar xf Jetson-210_Linux_R32.7.2_aarch64.tbz2
cd Linux_for_Tegra/rootfs/
sudo tar xpf ../../Tegra_Linux_Sample-Root-Filesystem_R32.7.2_aarch64.tbz2
cd ..
sudo ./apply_binaries.sh

Linux_for_Tegra ディレクトリに新しい .sh ファイルを作成し、スクリプトを実行します。スクリプトの内容は以下の通りです：

modify_spi.sh 
#!/bin/bash
set -e


cd "$(dirname "$0")"
cd kernel/dtb

DTS=tegra210-p3448-0002-p3449-0000-b00.dts
DTB=tegra210-p3448-0002-p3449-0000-b00.dtb


echo "📥 Decompiling $DTB to $DTS..."
sudo dtc -I dtb -O dts -o "$DTS" "$DTB"

fix_spi_node() {
    local node=$1
    if grep -A5 "$node {" "$DTS" | grep -q 'status'; then
        sudo sed -i "/$node {/,/spi-max-frequency/ s/status = \".*\";/status = \"okay\";/" "$DTS"
    else
        sudo sed -i "/$node {/,/spi-max-frequency/ s/compatible = \"tegra-spidev\";/&\n\t\tstatus = \"okay\";/" "$DTS"
    fi
}

echo "🔧 Enabling spi@0 and spi@1..."
fix_spi_node "spi@0"
fix_spi_node "spi@1"


patch_pin() {
    local pin=$1
    sudo sed -i "/${pin} {/,/nvidia,enable-input/ {
        s/nvidia,function = \"rsvd1\"/nvidia,function = \"spi1\"/
        s/nvidia,tristate = <0x01>/nvidia,tristate = <0x00>/
        s/nvidia,enable-input = <0x00>/nvidia,enable-input = <0x01>/
    }" "$DTS"
}

echo "🔧 Patching pinmux blocks..."
for pin in spi1_mosi_pc0 spi1_miso_pc1 spi1_sck_pc2 spi1_cs0_pc3 spi1_cs1_pc4; do
    patch_pin "$pin"
done

echo "🔧 Fixing tristate and input-enable for SPI1 pins..."


fix_pinmux_field() {
  local pin=$1
  awk -v pin="$pin" '
  BEGIN { in_block = 0 }
  {
    if ($0 ~ pin " {") {
      in_block = 1
    }
    if (in_block && /nvidia,tristate =/) {
      sub(/<0x1>/, "<0x0>")
    }
    if (in_block && /nvidia,enable-input =/) {
      sub(/<0x0>/, "<0x1>")
    }
    print
    if (in_block && /}/) {
      in_block = 0
    }
  }' "$DTS" | sudo tee "$DTS.fixed" > /dev/null && sudo mv "$DTS.fixed" "$DTS"
}

fix_pinmux_field "spi1_mosi_pc0"
fix_pinmux_field "spi1_miso_pc1"
fix_pinmux_field "spi1_sck_pc2"
fix_pinmux_field "spi1_cs0_pc3"
fix_pinmux_field "spi1_cs1_pc4"


echo "📦 Recompiling DTS to $DTB..."
sudo dtc -I dts -O dtb -o "$DTB" "$DTS"

echo "✅ SPI DTS patch applied and DTB regenerated successfully."
sudo bash modify_spi.sh

modify_spi.sh を実行した後。このスクリプトはデバイスツリー内の SPI1 設定を更新し、再コンパイルして古いものを上書きします。SPI2 を有効にしたい場合は、modify_spi.sh スクリプト内のキーワード spi1 を spi2 に置き換えるだけです。

デバイスツリーを変更した後、イメージを Jetson-Nano にフラッシュします：

sudo ./flash.sh jetson-nano-emmc mmcblk0p1

再起動後、40ピンヘッダーのSPI0_MOSI、SPI0_MISO、SPI0_CS0、およびSPI0_CS1ピンが使用可能になります。

Jetson-naoでのSPI1のテスト​

ピン19とピン21をショートします。これらはそれぞれSPI0_MOSIとSPI0_MISOに対応し、SPI1コントローラーを使用してループバックテストを実行します。 Jetson-Nanoのデータシートはこちらからダウンロードして閲覧できます。特に6ページを参照してください。

物理的な接続図を以下に示します：

SPIドライバーモジュールをロードし、テストプログラムをダウンロードしてコンパイルします：

sudo modprobe spidev
git clone https://github.com/rm-hull/spidev-test
cd spidev-test/
gcc spidev_test.c -o spidev_test

テストプログラムを実行し、spidev0.0（SPI1に対応）を指定します：

./spidev_test -v -D /dev/spidev0.0 -p "Test"

テスト結果は以下に示されており、SPI1がループバック送信を正常に完了したことを示しています。また、ls /dev/spidev*を実行して利用可能なSPIコントローラーを確認することもできます。

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