开发者分享:[玩转先楫CANFD外设系列之二]CAN外设的接收过滤器详解

2023-08-24
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一、背景

    在实际应用中,CAN总线上的数据,对于某些CAN节点来说,可能需要的数据并不多,希望收到的数据是自己关心的即可,不必要的数据过滤同时也可以减少中断的次数,减轻CPU负荷,也可以节省数据记录设备中的存储空间。

    从上篇文章《[玩转先楫CANFD外设系列之一]轻松搞起CANFD》中可知道,先楫的CANFD包括了CAN和MCAN。其中HPM6700/HPM6400/HPM6300系列产品用的是CAN,而HPM6200系列使用的是MCAN。本文统称HPM6700/HPM6400/HPM6300系列产品的CANFD为CAN。

    本文阐述CAN外设,MCAN外设不在本文阐述范围内。

    CAN有16组独立的筛选器,并没有所谓的列表和掩码模式的过滤器组。每个筛选器都是独立,只要任意一组的筛滤器器满足条件则能被接收。配置也极其简单,只需要配置ID CODE和对应的匹配MASK位等寄存器则照样可以实现所谓的列表和掩码方式。


二、实现流程

    对于筛选器来说,CAN可操作的寄存器很少,只需要三个寄存器即可实现筛选ID的效果。分别对应的名称是ACF_XXX后缀。


(一)ID筛选

    寄存器上主要操作ACFCTRL和ACF的CODE_MASK位(一共有29位,满足标准帧和扩展帧)。

    接收匹配MASK的位基于IDCODE来进行匹配。选择哪个筛选器通过ACFCTRL寄存器的ACFADR配置,一共4bit,也就是16个筛选器。


    在can_set_filter这个API中,对于筛选器的选择,可以这么参考。



   由于IDCODE和MASK共用一个寄存器也就是ACF的CODE_MASK,在配置的时候需要选择的是IDCODE还是MASK。这里需要用到ACFCTRL的SELMASK位。然后依次进行对CODE_MASK赋值。

    需要注意的是:

    在CAN外设当中,当MASK对应的位为0的时候,必须于IDCODE对应的位进行匹配比较,当为1的时候则忽视。


    同样在can_set_filter这个API也是这么操作。


    需要注意的是:IDCODE和MASK的时候,必须是在CAN复位模式下才能设置。

    

    在can的sample当中,注释也特别提醒。


(二)标准帧和扩展帧筛选

    每个筛选器还可以对标准帧和扩展帧进行筛选,主要是通过ACF寄存器的AIDEE和AIDE位进行配置。

这里描述的大概可以这样理解:

AIDEE=0   AIDE=x(不关心)     接收标准帧和扩展帧

AIDEE=1   AIDE=0                  只接收标准帧

AIDEE=1   AIDE=1                  只接收扩展帧


    在can_set_filter这个API中,也是通过判断can_filter_id_mode_t枚举进行判断筛选。


(三)筛选器组的启用和禁用

    在手册中,每个筛选器都可以单独启用和禁用。主要通过ACF_EN配置。


(四)实现列表和掩码模式效果

    从上面的配置可知道:

列表模式:

    IDCODE配置为需要接收的ID号,MASK配置为0,那么该筛选器就可以实现只接收一个ID的列表方式,比如:

标准帧下,IDCODE=0x21,MASK=0(全部比较)。那么该筛选器只能筛选ID为0x21这个ID。


掩码模式:

    DCODE配置为需要接收的ID号,MASK配置需要比较的位,那么该筛选器就可以实现只接收一个ID的掩码方式,比如:

标准帧下,IDCODE=0x100,MASK=0x700。需要匹配的位是第十位到第八位,其他的位都不做关心,那么接收的ID范围就是0x100~0x1ff


三、代码实现

    在hpm_sdk的can这个sample当中,有个测试项目就是筛选器测试,对应的是board_can_filter_test这个函数。这里使用的是内部环回模式,可以不用接外置PHY即可测试。

    在函数的开头注释就说到两个注意点,开发者在开发的时候需要注意。


1、CAN的筛选器只能在CAN复位模式下配置,建议使用can_init这个API,通过传参代入筛选器参数,can_init这个API自动处理。否则需要需要调用can_set_filter这个API,则需要先调用can_reset进行复位。这时候也同样需要重新设置下波特率。


2、can_filter_config_t结构体的mask成员,1代表在IDCODE对应的位忽视,0代表该位将于IDCODE比较匹配。


这个测试同样实现了类似所谓掩码模式和列表模式。


掩码模式:


log可以看到:


列表模式:

    在sample当中,16个筛选器的mask都设置为0,也就是必须与idcode的所有位匹配才接收。

    

    同样也是发送ID为0~2048的2048个消息帧,应该只能收到16个ID帧。分别是以下

四、总结

1、HPM6700/HPM6400/HPM6300系列产品的CAN长达16个过滤组,如果需要更多的过滤组,可以选择HPM6200等是MCAN外设,比如hpm6200的MCAN,标准帧可以达到128个过滤组。

2、HPM6700/HPM6400/HPM6300系列产品的CAN过滤组设置相对简单易用。

3、HPM6700/HPM6400/HPM6300系列产品的CAN过滤组的IDCODE和MASK只能在CAN复位模式下配置。建议每次配置过滤组直接调用can_init这个API。