
一、介绍 FDCAN(Flexible Data-Rate CAN)是CAN的升级版。特点包括:( j6 Y3 ~3 A6 ^ 2 F8 R( T6 F' ^ 1、每帧数据段最大长度由8字节上升到64字节。) N. n$ |+ k8 ?- Q! |9 ^9 l$ Y" p : Q! f/ k7 {- a/ W- E# i 2、速度由1Mbps上升到5Mbps,甚至还可以更高。在一个数据帧中仲裁段(ID和ACK)的速率和CAN一样最高1Mbps,这样可以保证总线的健壮可靠,但是数据段可以5Mbps甚至更高,一个数据帧中使用不同的波特率,这就是FD(Flexible Data-Rate)的由来。. S4 E/ O$ p5 V" h& \ 3、向下兼容CAN。% G0 M. {; P/ s) ?' ?+ D: {" B 2 ^, H6 v- d9 W8 J4 f# J1 Z1 ~ H7的FDCAN包含2个可配置接收FIFO。多达64个专用接收buffer,多达32个专用发送buffer。可配置发送FIFO/队列,可配置发送事件FIFO。 1 v! B& {9 x: l7 G7 U& E+ X; D, r 二、结构& @4 Y) A6 p8 U- G 先看结构框图:% T, J$ Z9 `* n. u, G, Y' U7 j! z ![]() 1、两条中断线:fdcan_intr0_it和fdcan_intr1_it。可以通过FDCAN_ILE寄存器的 EINT0和 EINT1这两个位来使能或者关闭。' W3 }3 z% a8 d- F0 Y# c3 U ![]() ( O/ P+ A7 W& @- b" J1 m 可以通过FDCAN_ILS寄存器来选择FDCAN的中断是在fdcan_intr0_it上触发,还是在fdcan_intr1_it上触发,默认所有中断都在fdcan_intr0_it上触发,没有特殊的要求,只需要用一条中断线就可以了。 # U4 p& P/ T% A% ~+ }" y! x% Z- K 2、TX Handler:负责将消息RAM中的数据发送到CAN内核,最多可配置32个发送buffer进行发送。发送buffer可用作专用发送buffer、发送FIFO(发送队列的组成部分)或二者的组合。发送事件FIFO会将发送时间戳与相应的消息ID存储在一起,另外还支持取消发送。 8 U6 d- ^5 [9 J/ g6 G* N7 e 3、RX Handler:负责将CAN内核的数据传输到消息RAM,支持两个接收FIFO(每个FIFO的大小均可配置)以及最多64个专用接收buffer(用于存储所有通过验收过滤的消息)。专用接收buffer仅用于存储具有特定标识符的消息,与接收FIFO有所不同。每条消息均与其接收时间戳存储在一起。 4、CAN core:CAN内核,读RX引脚数据处理后给RX Handler,接收TX Handler处理后控制TX引脚。 5、Message RAM interface:消息RAM接口,外面连接着消息RAM。消息RAM是FDCAN的核心,本质是一段最大10KB的内存,把这段内存分成不同的区域,每个区域的作用不同,可以实现:过滤器、接收FIFO、接收buffer、发送事件FIFO、发送buffer。内存分配如下:, T1 z- X: H% ?; p- c7 B, G ) X# {/ B3 m! T7 K ![]() ) Z0 A% a$ P4 o9 ?6 t 10KB的消息RAM中,是以32位为最小单位来操作的(因此消息RAM的起始地址要32位对齐),即字(word),因此10KB共有10*1024/4=2560个字。2560个字被分成了8个功能区,从上到下为:SIDFC.FLSSA、XIDFC.FLESA、RXF0C.F0SA......每个功能区中的条目又定义为元素(element),每个元素可以占用多个字,但是同一个功能区中的元素大小是相同的。比如Rx FIFO0是接收FIFO0,消息通过过滤器后被保存到这里,它最多占用1152个字的空间,有64个元素,也就是可以保存64条消息,这64个元素的大小都相同,每个元素的大小最大为1152/64=18字。 1)、SIDFC.FLSSA:这个区域用来存放11位过滤ID,最多可以有128个元素。 % ~8 o5 _3 T* ^+ T- e1 o9 R1 U 2)、XIDFC.FLESA:这个区域用来存放29位过滤ID,最多可以有64个元素。(F1配置寄存器来设置过滤ID,H7直接划了个内存区来设置过滤ID) 6 g' i; _: b0 U; A- ?5 |' _, k 3)、RXF0C.F0SA:接收FIFO0,最多可以有64个元素,可以接收64条消息。7 c% ]1 r4 M# ~; ]" y2 ^ 2 c( s) T& D: G# V6 a3 U: M/ f6 ~; F5 | 4)、RXF1C.F1SA:接收FIFO1,最多可以有64个元素,可以接收64条消息。% _% l. S$ `7 C# i; x 5)、RXBC.RBSA:接收buffer,最多可以有64个元素。+ E f; U' R5 }) o; z# E) A ; d! b k2 ~0 J0 v: m. f 6)、TXEFC.EFSA:发送事件FIFO,最多可以有32个元素。(不是发送FIFO)6 Y |4 p# s$ G5 h 7)、TXBC.TBSA:发送buffer,最多可以有32个元素。 8 z; Z: i( m$ Q9 L 8)、TMC.TMSA:触发存储器,最多可以有64个元素。/ }# J3 q! h1 g4 `3 ~ 《注:这8个区域的元素个数和元素大小都是可以配置的,但是这8个区域的地址又是连续的。因此在初始化的时候,会根据每个区域的元素个数和大小来计算下一个区域的起始地址,并保存到相应的寄存器中》/ ?1 {0 P: O2 a. u& b, a* @3 ?% N . s6 z. H e# c# _ 下面来详细介绍这几个功能区域:2 m' z/ \* L; e4 [9 g 9 D# c. L' A* e3 K% r, M3 j/ Q: Y! Z 1)、SIDFC.FLSSA:这个区域用来存放11位过滤ID,有128个元素,每个元素占一个字,定义为:1 B5 W9 {% m/ S8 k ![]() 7 r' a5 V$ Y2 U* o SFT[1:0](bit31:30):这两位用来表示过滤类型,一共有四种:5 y$ Z% u8 h1 ^6 d$ { 00:范围过滤,过滤到SFID1到SFID2中的所有信息。 01:双过滤,过滤到SFID1和SFID2中的信息。% g4 v+ R( s: [9 r 10:传统位过滤,SFID1 是过滤值,SFID2 是掩码。) M: z1 \: s% }) F) f% m* p! J8 L! U 11:禁止过滤器元素 SFEC[2:0](bit29:27):标准过滤配置 000:禁止过滤器元素7 |) D( X' X4 K$ _2 \/ `7 S 001:当过滤匹配以后存储在Rx FIFO0中。 010:当过滤匹配以后存储在Rx FIFO1中。* _/ z. O. B, h% N A 011:当过滤匹配以后丢弃。 100:当过滤匹配以后设置IR寄存器的HPM位,触发高优先级中断。 101:当过滤匹配以后存储在Rx FIFO0中并设置IR寄存器的HPM位,触发高优先级中断。 110:当过滤匹配以后存储在Rx FIFO1中并设置IR寄存器的HPM位,触发高优先级中断。 111:存储到Rx buffer中或者作为debug消息,FDCAN SFT[1:0]忽略。 SFID1[10:0](bit26:16):标准过滤ID1,第一个要过滤的ID。 SFID2[15:10](bit15:10):标准过滤ID2,此位根据SFEC的配置不同而不同,当SFEC=001~110的时候此位域表示标准过滤ID。当SFEC=111的时候此位域表示Rx buffer或者debug消息。; w6 n: O# ~" M$ ~ / Y r9 {) p3 o& k; U) L# s SFID2[10:9](bit10:9):设置接收到的消息是存放在Rxbuffer中还是处理为debug消息的消息A、B或C。 00:将消息存储在Rx Buffer中。. K- P& L9 Z8 C, c/ {$ w $ a @6 U$ e& l( h4 ?. O 01:debug消息A。 ; X+ K3 I% y+ \2 [5 B & z' t) U' ~+ H0 _( V 10:debug消息B。 11:debug消息C。 ; O7 G1 Z) k( H j) E. c SFID2[8:6](bit8:6):确定是否将滤波器事件引脚作为外部接口。 SFID2[5:0](bit5:0):定义当匹配以后存储消息的区域相对于Rx buffer 的开始地址RXBC.RBSA的偏移。 # d8 X& P' R9 X" d$ ?* n2 R+ B 2)、XIDFC.FLESA:这个区域用来存放29位过滤ID,有64个元素,每个元素占2个字,定义为: / S$ J7 t8 E2 R, o ![]() F0 EFEC[2:0](bit31:29):扩展过滤配置 000:禁止过滤器元素& _" Z- [ {6 b- \$ p* C 001:当过滤匹配以后存储在Rx FIFO0中。 010:当过滤匹配以后存储在Rx FIFO1中6 S# h, ]( f+ j 011:当过滤匹配以后丢弃。 100:当过滤匹配以后设置IR寄存器的HPM位,触发高优先级中断。5 J- T$ w. N0 K 101:当过滤匹配以后存储在Rx FIFO0中并设置IR寄存器的HPM位,触发高优先级中断。 110:当过滤匹配以后存储在Rx FIFO1中并设置IR寄存器的HPM位,触发高优先级中断。 111:存储到Rx buffer中,EFT[1:0]忽略。7 z/ S- P+ l* U2 A3 h! ? F0 EFID1[28:0](bit28:0):扩展过滤ID1。( t8 s$ d6 J8 x0 x' P F1 EFTI[1:0](bit31:30):扩展过滤类型4 @& Q7 b! B! T3 N; ]/ n 00:范围过滤,过滤到EF1ID到EF2ID中的所有信息。 01:双过滤,过滤到EF1ID和EF2ID中的信息。 10:传统位过滤,EF1ID 是过滤值,EF2ID 是掩码。 11:范围过滤,过滤到ED1ID到ED2ID中的所有信息,没有使用FDCAN XIDAM的掩码% B. m+ z I+ v9 E8 H, u F1 EFID2[10:9](bit10:9):设置接收到的消息是存放在Rx buffer中还是处理为debug消息的消息A、B或C。% V6 P7 [5 N% f% Y% t 00将消息存储在Rx Buffer中。% Q3 T( z) c( E C7 K; k 01:debug消息A。: l) Y2 }6 u6 @0 b1 \# k* ]& A3 _1 [ 10:debug消息B。2 v' g( }" G/ q+ b8 w 11:debug消息C. F1 EFD2[8:6]bit8:6):确定是否将滤波器事件引脚作为外部接口。8 ?/ O& A( w: N+ W5 c+ Q7 j F1EDIF2[5:0](bit5:0):定义当匹配以后存储消息的区域相对于Rx buffer的开始地址RXBC.RBSA的偏移。 9 C& `4 `8 q; K. E, v 3)、RXF0C.F0SA、RXF1C.F1SA和 RXBC.RBSA分别为Rx FIFO0、Rx FIFO1、Rx buffer,它们都有64个元素,元素的大小根据数据长度不同而不同,范围为4-18字,它们的位定义相同: ![]() R0 ESI(bit31):错误状态标志# ]! R- m0 x+ K# G+ |" ]+ Y- o 0:传输节点显性错误。 1:传输节点隐形错误 R0 XTD(bit30):标记是标准ID还是扩展ID 0:11位标准ID( j0 o0 v6 g% z( l) M $ Q! E7 b9 f z$ y0 } 1:29位扩展ID( q% T" o: n6 P. B$ N R0 RTR(bit29):遥控传输请求,标记当前帧是数据帧还是遥控帧。8 D4 S" k/ i5 Y6 U, f+ N 0:接收到的帧是数据帧 1:接收到的帧是遥控帧, \/ C) e7 _4 d5 d2 P+ `$ G R0 ID[28:0](bit28:0):帧ID,根据XTD位决定是11位ID还是29位ID。 R1 ANMF(bit31): 0:接收到的帧和FIDX中的过滤帧匹配- }; r5 b9 f8 o+ A. m4 i% P 3 \7 y8 G# R. t& X. g' s3 | 1:接收到的帧和Rx滤波器中的任何元素都不匹配 R1 FIDX[6:0]bit30:24):过滤器索引,0~127,表示和Rx滤波器中的哪个元素匹配。7 x; N2 `7 X% |* _5 u% e R1 FDF(bit21):帧格式% b' K7 }9 u9 T% g0 d 0:标准帧格式 1:FDCAN帧格式。 R1 BRS(bit20):比特率切换 0:接收到的帧没有比特率切换 1 A5 b2 C/ X) l1 J 1:接收到的帧带有比特率切换 R1 DLC[3:0](bit):数据长度。+ f6 Y; p( ` w 0-8:传统CAN+CAN FD,接收帧长度为0~8字节。5 Y5 y# E; r2 ]+ t 9-15:如果是传统CAN,接收帧长度为8字节。 9-15:如果是 CAN FD模式的话表示接收到的长度12/16/20/24/32/48/64 字节。 R1 RXTS[15:0](bit15:0):接收时间戳。" ], G i" f B R2-Rn:接收到的数据。3 H* m) x K( M* g) I& S+ ~ 4)、TXEFC.EFSA:发送事件FIFO,有32个元素,每个元素两个字。$ y+ J) {" h6 y/ G% [7 ^( L6 Z" D" H; B% B . z' J! x, b& O* \- y& m ![]() * Q5 h7 }4 B. U6 I% @ E0 ESI (bit31): 错误状态标志' ~8 K X9 P( |/ j5 S q2 Q0 u* ^$ Z( c. ` _% m/ E 0:传输节点显性错误 1:传输节点隐形错误。+ N3 A* j: q$ g. E6 @7 _5 t E0 XTD(bit30):标记是标准D还是扩展ID 0:11位标准ID. 1:29位扩展ID ) z2 H, j* ?' [9 z/ R. k; |. e E0RTR(bit29):遥控传输请求,标记当前帧是数据帧还是遥控帧。 0:发送的帧是数据帧 1:发送到的帧是遥控帧 E0 ID[28:0](bit28:0):帧ID,根据XTD位决定是11 位ID还是29位ID。 E1 MM[7:0](bit31:24):消息掩码,从Tx buffer拷贝到Tx Event FIFO中。, r. J4 g9 M4 \! | E1 EFC(bit23:22):事件类型 00:保留。2 b6 Z/ V! g% d 01:发送事件。5 K' H* Q7 A* Q2 _ 10:发送取消。 11 :保留。5 t* e' h2 ?: @, i E1 EDL(bit21):扩展数据长度- W7 `. V% H7 @0 J 0:标准帧格式 1:FDCAN帧格式。 E1 BRS(bit20):比特率切换 0:发送的帧没有比特率切换- j' @, R% b& p, D% B 1:发送的帧带有比特率切换% y+ f) A% _( @% F E1 DLC[19:16](bit):数据长度。 0-8:传统CAN+CANFD,长度为0~8字节。 9-15:长度为8字节。% r4 g- N: X+ z2 j4 y( O E1 TXTS[15:0]bit15:0):时间戳。' Y9 N4 |0 _ g. G 5)、TXBC.TBSA:发送buffer,有32个元素。5 O* s$ }3 [- X7 U ![]() T0 ESI(bit31):错误状态标志 0:CANFD帧中取决于被动错误标志。: O5 r2 m8 R* p1 }# i" ?9 T 1:CANFD帧中隐形错误。/ z7 h" z' e. l& G, T3 T T0 XTD(bit30):标记是标准ID还是扩展ID 0:11位标准ID # _4 X) E& o1 r* y7 L/ m9 @3 y 1:29位扩展ID6 y0 m) Y) [! \3 m 6 L" T( _# i. y% W% E7 e }. W! B$ v T0RTR(bit29):遥控传输请求,标记当前帧是数据帧还是遥控帧。 0:发送的帧是数据帧& [0 D3 h& {. O' z6 Z 1:发送到的帧是遥控帧3 s {1 o( e% e T0 ID[28:0](bit28:0):帧ID,根据XTD位决定是11位ID还是29位ID。$ M5 A6 q( x% A8 p, \ T1 MM[7:0](bit31:24):消息掩码,配置Tx buffer的时候由CPU写入。 T1 EFC(bit23):事件FIFO控制 0:不存储发送事件。 1:存储发送事件。7 Z7 Q; m2 F6 T9 A' d4 z7 b* `$ ^ T1 FDF(bit1):帧格式, C( D9 P# k! w4 E M 0:标准帧格式 1:FDCAN帧格式。( r+ b+ Q; f4 ?( x T1 BRS(bit20):比特率切换! D& A$ M# T% ? 0:发送的帧没有比特率切换, [& w) c; m/ j: M* b, f# i" q0 z5 ?2 k 1:发送的帧带有比特率切换 T1 DLC[19:16](bit):数据长度。 0-8:传统CAN+CAN FD,接收帧长度为0~8字节。 9-15:传统CAN,接收帧长度为8字节。 9-15:CAN FD模式的话表示接收到的长度12/16/20/24/32/48/64字节。; Q& G2 G% H7 d# m1 F2 V# o T2-Tn:发送的数据。/ _7 s! C+ d9 r3 Q# H7 g 三、过滤器设置 标准帧和扩展帧过滤器的设置分别往SIDFC.FLSSA和 XIDFC.FLESA区域写数据即可,下面以标准帧为例,标准帧过滤器共有3种过滤模式: `. z" _( b6 E- l$ l( r6 A 1、指定范围过滤% ?7 ?+ v' ]7 O6 @( v. f 通过SIDFC.FLSSA的SFID1和SFID2来设置需要过滤的ID范围,其中SFID2的值要大于SFID1,这样只有ID值在SFID1~SFID2之内的消息才能被接收到。比如我们现在要设置只接收ID在0X123~0X321范围内的消息,使用标准滤波器n,SIDFC.FLSSAn(n=0~128)的各个位设置如下:' I# b+ ~0 x/ G/ e $ L2 P8 G$ H- c9 |9 U) K
2、指定ID过滤. k9 X; Q: G' ^; N K. ]$ f4 M1 I 我们也可以设置只接收指定的一个或者两个ID的消息,如果只接收指定的一个ID消息的话SFID1=SFID2。比如我们要设置只接收ID为0X123的消息,设置如下:
3、传统的位过滤& M4 U6 p/ S6 X% ? 第3种过滤模式就是以前STM32的CAN上存在的位过滤模式,在屏蔽位模式下,过滤消息D和过滤掩码一起工作决定接收哪些消息,其中SFID1为过滤的消息ID,SFID2 为过滤掩码。举个简单的例子,我们设置过滤器SIDFC.FLSSAn工作在:传统位过滤模式,然后设置如下:/ `# n7 W. U) ?' I/ ]9 K: A , Q5 H3 S& L4 |$ x1 o( ]1 F1 g
其中SFID1是我们期望接收到的消息ID,我们希望最好接收到ID=0xFF00的消息。SFID2的0xF000规定了我们必须关心的ID,也就是接收到的消息ID其位[15:12]必须和SFID1中的位[15:12]完全一样,其他的位不关心。也即是说接收到的消息ID必须是0XxFxx这样的才算正确(x表示不关心)。 四、CAN的收发过程 4 H$ L7 ^7 p" V3 g* R+ { 1、CAN接收过程 CAN接收到消息后会进行过滤,过滤时会从SIDFC.FLSSA或XIDFC.FLESA区域的第0个元素开始匹配,直至符合过滤器中的某个元素的规则,则过滤完成,过滤完成的消息会按照过滤器元素的配置进行处理。比如过滤器元素的SFEC/EFEC位决定过滤后的消息是放入接收FIFO0、接收FIFO1还是专用的接收buffer中。7 f" d4 G8 M$ _/ J; y6 I 接收FIFO 0 和接收FIFO 1 最多可分别保存64个元素。两个接收FIFO的配置是通过寄存器RXF0C和RXF1C完成的。 + N# Z% l# H2 s$ h) I" Z! S' j ![]() 当IR寄存器的RFnF(n为0或1,代表接收FIFO0或接收FIFO1)指示接收FIFO已满条件时,在至少已读取一条消息且接收FIFO 获取索引递增之前,不会继续向相应的接收 FIFO 写入消息。如果在相应的接收 FIFO 已满时收到消息, 此消息会被丢弃,中断标志IR[RFnL]会置 1。也就是说,接收FIFO满了后会触发RFnF中断,如果继续接收,消息会被丢弃,并触发RFnL中断。 * e4 F( p1 {6 W. n3 `# ] ![]() 为了避免接收FIFO溢出,可使用接收FIFO水印。当接收FIFO填充级别达到由RXFnC[FnWM] 配置的接收FIFO水印时,中断标志IR[RFnW]会置 1。比如接收FIFO0大小配置为64,水印值配置为60,当接收了60条消息时会触发水印中断,提前进行处理,这样就避免了FIFO溢出。 读取消息就是直接从RXF0C.F0SAn或RXF1C.F1SAn(n为索引号 0~64)中读,消息的组成结构在上面已经说过了,比如HAL库HAL_FDCAN_GetRxMessage函数读数据过程(假定从FIFO0中读): . W9 M. v- I2 V V+ u
1)、((hfdcan->Instance->RXF0S & FDCAN_RXF0S_F0GI) >> 8):作用是获得FIFO0状态寄存器FDCAN_RXF0S的bit[13:8],读这里可以知道接收到的数据保存在FIFO0中的第几个元素中,GetIndex的范围是0-63,刚好对应64个元素。当FIFO接收到一条消息,GetIndex会加一,当从FIFO中取出一条消息,GetIndex会减一。 ![]() 2)、hfdcan->msgRam.RxFIFO0SA:是RXF0C.F0SA区域的开始地址。" _8 c. G' l# ~- |9 N; B6 m 3)、hfdcan->Init.RxFifo0ElmtSize:是接收FIFO0的元素大小,根据数据长度不同而不同2 {7 b- a! y K1 ?( x& z! [) |, @( \ ) H7 V. c. s6 l) ]8 c 如果消息长度是8个字节,那么算上固定的R0、R1,元素大小就是4个字。 . i" F4 c; {( L, s 如果消息长度是64个字节,那么元素大小就是64/4+2=18个字。% I1 ~& ^7 V" ^3 f 计算出了元素在FIFO0中的地址,直接按数据结构读数据就可以了:* }) A8 Z+ i! m1 R2 p9 y- X% E Y : [6 |# x7 V) Y8 ^+ w# r* i3 m
2、CAN发送流程7 ]5 H! R9 n% J9 O6 {& b9 s6 r 在消息RAM中TXBC.TBSA是发送buffer,最多有32个元素。发送buffer可以配置为专用发送buffer和发送FIFO/队列。发送FIFO/队列是指要么是发送FIFO,要么是发送队列,即发送FIFO模式或发送队列模式,由TXBC[TFQM]决定: ![]() # n; v1 ], L5 a- b! B4 A 因此发送buffer可以有三种组合:全部是专用发送buffer、专用发送buffer加发送FIFO、专用发送buffer加发送队列。$ U2 M: n4 T; T 下面来介绍一下专用发送buffer、发送FIFO、发送队列的情况: 1)、专用发送buffer $ Y8 j- D! J3 d$ u7 m8 L 专用发送buffer可完全在CPU的控制下发送消息。每个专用发送buffer都配置了特定的消息ID。如果多个发送buffer配置为使用同一消息ID,则会先发送buffer编号最小的发送buffer中的消息。6 R! C! C" _8 e- o 如果数据部分已更新,则会通过添加请求的TXBAR[ARn] 位请求发送。请求的消息在内部会与发送FIFO/队列中的消息进行仲裁,在外部会与CAN总线上的消息进行仲裁, 并会根据其消息ID发送出去。; ~2 ]3 Y2 P( I% d/ [) E 2 C, e0 t% [( |' r ![]() 专用发送buffer会在消息RAM中分配四个32位字(元素大小为4个字)。因此消息RAM中专用发送buffer的起始地址是:! A+ H& ?8 M/ j) R3 Y% z( L8 C/ D 发送buffer索引 (0…31) *4+发送buffer起始地址。1 V- V8 X! Z+ ^: e& ~# P4 e8 F* g 0 C1 T* C; G. r0 F3 x1 {- i 4 S+ r% \" `9 s8 A9 Z " d( |( O/ m& E1 r) S 2)、发送FIFO- `) ~9 \+ ]6 B, F/ T 发送FIFO中存储的消息是先从获取索引TXFQS[TFGI] 引用的消息开始发送的。每次发送后,获取索引会循环递增,直至发送FIFO为空。发送FIFO可按消息写入发送FIFO的顺序发送来自不同发送buffer但消息ID相同的消息。FDCAN会计算获取索引和放入索引之差作为发送FIFO空闲级别TXFQS[TFFL],用于指示可用(空闲)的发送 FIFO 元素数。& `$ i& d' U, |, M 新的发送消息必须写入以放入索引 TXFQS[TFQPI] 引用的发送buffer开始的发送FIFO中。 添加请求会将放入索引增加到下一空闲发送FIFO元素。放入索引达到获取索引后,会指示发送FIFO已满(TXFQS[TFQF]=“1”)。在这种情况下,下一条消息已发送且获取索引已递增之前,不应继续向发送FIFO写入消息。 ![]() 发送FIFO其实就是个环形队列,放入索引是队头,获取索引是队尾,队头和队尾之间保存着消息,相减当然就是待发送消息个数。当从发送FIFO取出数据,获取索引会自加,自加到等于放入索引时,表示发送FIFO为空。当放入数据到发送FIFO,放入索引自加,当绕了一圈自加到等于获取索引时,表示发送FIFO满了。 如果有一条消息添加到发送FIFO,则会通过向与发送FIFO放入索引引用的发送buffer相关的TXBAR位写入“1”来请求消息的发送。 如果有多条 (n条) 消息添加到发送FIFO,则会写入以放入索引开始的n个连续发送buffer中。 随后会通过TXBAR请求发送。放入索引随后会循环递增n。请求的发送buffer数不应超过发送FIFO空闲级别指示的空闲发送buffer数。" K7 `) Q0 s* O, Q7 [# X 如果获取索引引用的发送buffer的发送请求取消,获取索引会增加到下一个具有挂起发送请求的发送buffer,并会重新计算发送FIFO空闲级别。如果取消对其他任何发送buffer的发送,获取索引和FIFO空闲级别保持不变。, f6 s8 D' e J; h/ p 发送FIFO元素会在消息RAM中分配4个32位字。因此下一可用(空闲)发送FIFO 缓冲区的起始地址是:4 x$ h/ R5 u- p7 J+ h$ _ 3 ~4 v7 Q* {( }, t) M7 O 放入索引 TXFQS[TFQPI] (0…31)的值*4+发送buffer起始地址。( q3 q. J+ D# t9 c$ ]1 j* \ 3)、发送队列% C( X! F+ d. v: x( y5 H [! I8 p( R; M 发送队列中存储的消息是先从消 息ID最小(优先级最高)的消息开始发送的。如果多个队列缓冲区配置为使用同一消息 ID,则会先发送缓冲区编号最小的队列缓冲区。 新消息必须写入放入索引 TXFQS[TFQPI] 引用的发送buffer中(放入索引 TXFQS[TFQPI] 只是队列头的数字)。添加请求会将放入索引循环增加到下一空闲发送buffer。如果发送队列已满(TXFQS[TFQF]=“1”),则放入索引无效,并且在至少有一个请求的消息已发出或挂起的发送请求已取消之前,不应继续向发送队列写入消息。( r, \# F! { Z' S 应用可使用寄存器 TXBRP来代替放入索引,并可将消息放入任何没有挂起传输请求的发送缓冲区中。 发送队列缓冲区会在消息 RAM 中分配四个 32 位字。因此下一可用(空闲)发送队列缓冲区 的起始地址是: 发送队列放入索引 TXFQS[TFQPI] (0…31) 的值*4+发送buffer的起始地址。6 N, g C& ~* {0 j 7 H$ E5 X# x; K# p; k$ v 因此可以知道专用发送buffer、发送FIFO、发送队列的区别是对放入其中的多条消息的发送顺序不同: 5 S% v- \* P; w 1)、发送buffer全部配置为专用发送buffer7 y. l; F* q9 `2 x& |" W1 Q, v/ \ 每个专用发送buffer都配置了特定的消息ID。如果多个发送buffer配置为使用同一消息ID,则会先发送buffer编号最小的发送buffer中的消息。& Y; E1 c* Z$ o1 \ P% A- ~ * i+ \& s# f0 a- y/ D7 U 2)、混合专用发送buffer和发送FIFO( {1 g6 ?2 {8 n " z* \2 l+ F! }+ {2 ^( }( c 在这种情况下,消息RAM中的发送buffer部分会被划分为一组专用发送buffer和一个发送FIFO。专用发送buffer的数量是通过 TXBC[NDTB] 配置的。分配给发送FIFO的发送buffer数量是通过 TXBC[TFQS] 配置的。如果 TXBC[TFQS] 编程为 0,则仅会使用专用发送buffer。" u) C" ]" \9 h* F3 P) g 1 i' S. s/ P7 j9 z ![]() 发送优先次序: A、扫描专用发送缓冲区和时间最久的挂起发送FIFO缓冲区(TXFS[TFGI] 引用的缓冲区) B、消息ID最小的缓冲区优先级最高,下次将发送该缓冲区的数据% S2 t. t8 \/ m1 M( s 3)、混合专用发送buffer和发送队列 在这种情况下,消息 RAM 中的发送缓冲区会被划分为一组专用发送缓冲区和一个发送队 列。专用发送缓冲区的数量是通过 TXBC[NDTB] 配置的。发送队列缓冲区的数量是通过 TXBC[TFQS] 配置的。如果 TXBC[TFQS] 编程为 0,则仅会使用专用发送缓冲区。7 V+ [1 |) C. W, `/ \ ![]() 发送优先级设置: @: k: h! O3 p7 O$ u" f A、扫描所有激活了发送请求的发送缓冲区2 n3 G8 e% u4 p( s B、消息 ID 最小的发送缓冲区优先级最高,下次将发送该缓冲区的数据5 L* k* O b; [" g. R4 ]) q/ u 再来介绍一下发送事件FIFO,它并不是发送FIFO,不是用来存储发送消息的,而是用来存储发送消息的状态的。 FDCAN 在 CAN 总线上发送消息 后,消息 ID 和时间戳会存储在发送事件 FIFO 元素中。为了将发送事件关联到发送事件 FIFO 元素,已发送的发送缓冲区中的消息标志会被复制到发送事件 FIFO 元素中。 发送事件 FIFO 最多可配置为 32 个元素。发送 FIFO 中介绍了发送事件 FIFO 元素。根据元素 大小 (TXESC) 的配置,会使用 2 到 16 个 32 位字 (Tn = 3 ..17) 来存储 CAN 消息数据字段。 发送事件 FIFO 的用途是将处理发送状态信息与处理发送消息分开,也就是让发送缓冲区仅 保存要发送的消息,而将发送状态单独存储在发送事件 FIFO 中。这样做有很大的优势,尤 其是在处理动态管理的发送队列时,发送缓冲区可在发送成功后立即用于新消息。覆盖发送缓冲区之前,不需要保存该发送缓冲区的发送状态信息。 / u' P: R. L; M. }# E- ^9 G) v 为了防止发送事件FIFO溢出,发送事件FIFO仍然支持水印功能。 4 a/ S6 H' F' o3 V* J* }2 P$ c0 H CAN发送消息的代码实现: 发送流程与接收流程刚好相反,只需要把消息按照TXBC.TBSA格式构建好,然后写入发送buffer,写进去后设置FDCAN_TXBAR寄存器的指定位为1来请求传输即可。如HAL库函数HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ: % w9 B3 T( ]6 m& P
发送buffer请求寄存器FDCAN_TXBAR,描述为: 此寄存器用来设置FDCAN的哪个发送buffer可以发送数据,FDCAN有32个发送buffer,当把消息复制到这些buffer中后,就需要设置此寄存器来标记此buffer可以发送。( V; g% U% c7 }* `/ ~ 7 U; g p! g+ \) { 4 R2 |9 R G) e( ^; D- {8 p% Q' F 五、初始化: |& j _# H) t 初始化可以直接使用HAL库,+ ~" x7 U" j: U! D9 z
六、CAN发送示例(来自正点原子) 5 c( U, M% A8 x/ J) c
七、CAN接收示例(来自正点原子,因为滤波器被关联到FIFO0,因此消息只会放入到FIFO0)* d' }! `& Z$ [, D3 C* T; a
参考:《正点原子》 STM32H7开发指南-HAL库版本_V1.0 (文档中有很多错误的地方,笔者被误导了好久,阅读的时候还是要以H7官方手册为准) ! t2 s1 s0 A8 f [# `# |; z |
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