ラズパイをスレーブに設定してデータを受信したい

質問

初めて質問させていただきます。失礼がありましたら申し訳ございません。
ラズパイに外部からクロック信号とデータ信号を入力（ラズパイをスレーブに）してデータを処理したいと考えています。信号は１MHｚのSPI通信をさせたいと思っていますが、ラズパイをスレーブにする事例はあまり情報がなく困っております。適当な事例等ございましたら教えてください。通信方式が適当でなければ、あわせてご教授いただければ幸いです。よろしくお願いします。（プログラムはpythonで作成しています）

回答No.5

TIGANS

>通信相手は癖のある装置でSPI通信と称してクロックとデータを送信してきます。送信データの型は決まっていてやり取りもできないため、ラズパイをスレーブにして受信し、データを処理しようと思いました。データを処理する目的は既存の計測システムに組み込むためです。

それならFTDIのft311Dが載ったUSB変換ボードをSPIslave設定にしてPCにつなぐだけ。CJMCU-311なら10ドル以下でも売ってる。

Windowsにデバイスドライバ入れといて接続すればVCPとして接続できて
ポートからTeratermでデータロギングできるのではなかったかな。
https://www.ammlab.org/labo/FT311D/index.html

回答No.4

lumiheart

>USBで受信することはできないでしょうか？

定石的にはUSB-シリアル通信
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-00720/
シリアル側はRS232C、RS422、TTLレベル　その他色々

いにしえの昔からパソコンで計測制御するには常套手段
令和時代になっても未だRS232Cは現役　＜所謂レガシーI/F

ラズパイのUSBにUSB-シリアル変換器は使用できるよ
普通に増設シリアルポートとして認識される

お礼

アドバイスありがとうございました。USB-シリアル変換器は発注済です。試してみます。
通信相手は癖のある装置でSPI通信と称してクロックとデータを送信してきます。送信データの型は決まっていてやり取りもできないため、ラズパイをスレーブにして受信し、データを処理しようと思いました。データを処理する目的は既存の計測システムに組み込むためです。単なる受信ならロジアナでよいのですが、データをリアルタイムで処理するロジアナは高価ですので、まずはラズパイでと考えた次第です。いろいろな情報、ありがとうございました。

回答No.3

lumiheart

そもそも何故SPIなの？
https://www.analog.com/jp/analog-dialogue/articles/introduction-to-spi-interface.html
https://www.ei.tohoku.ac.jp/xkozima/lab/raspTutorial3.html

最大の問題は通信距離　同一筐体内部の短距離用
https://www.analog.com/jp/education/landing-pages/003/bbs/bbs_18.html

何事にも例外はあるもんで
https://www.analog.com/jp/products/ltc6820.html
「最大100メートルのケーブル長をサポート」
短距離用じゃあなかったの？

定石的にはシリアル通信でしょうね
所謂、RS-232C、RS-422、RS-485

計測制御用途ならModbus
https://www.m-system.co.jp/mstoday/plan/mame/b_network/9911/index.html
ラズパイでもArduinoでも実装事例はググれば沢山出て来る（ほとんどは英文ですが）

回答No.2

TIGANS

回答No.2です。USBだと更に難しくなるでしょう。
UART（非同期シリアル）か　TCP-IP（LAN）を使うべきでしょう。

回答No.1

TIGANS

不可能ではないですがいろいろ面倒だと思います。
https://github.com/offis/raspi-directhw
http://offis.github.io/raspi-directhw/group__spisl.html
を参照してみてください。
うまくいかないという記述もありますので期待しないように。
http://www.cenav.org/raspi5/
最新のラズパイ４ではスレーブ機能自体が使えないようです。
https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=250788

＞１MHｚのSPI通信をさせたい
ソフトウェアでスレーブ機能を実現できますが、高速だと取りこぼしなどが生じる可能性が高いかと思います。
http://terminal28.blogspot.com/2015/12/bitbanging-spi-on-raspberry-pi-via-spi.html
高速化に対する解決法は２つ
(1)ラズパイ外側にSPI用にマイコンチップなどを付けバッファリングを任せる。
(2)ZinqberryのようなFPGAの載ったラズパイでスレーブ機能を実装する。
以上です。

補足

早々のご回答、ありがとうございます。大変参考になりました。提案していただいた方法、検討させていただきます。追加の質問で申し訳ないのですが、SPIではなくUSBで受信することはできないでしょうか？データの最初４byteは事前にわかっていますのでこれをSOFとして受信することは可能でしょうか？（少し調べてみましたが、USB通信自体が初めてで的外れなことを言っているのかもしれません。）