一、介绍8 J, i" \# h2 p5 ^ ; v$ m. Z* c" x/ U" I FDCAN(Flexible Data-Rate CAN)是CAN的升级版。特点包括: 1、每帧数据段最大长度由8字节上升到64字节。 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。 3、向下兼容CAN。( ^! v1 r* R0 I0 z f# q* y; [ 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。6 J# ]0 J" p$ L) t, j 二、结构) E# `, ~& k5 R0 ^* I 先看结构框图: 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。 # z5 c' R/ M5 D" C& M+ x 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。 7 u* N n7 l Q; e% C) U 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。 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 q. r" H) Q* s0 S 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:1 ]& z9 t0 o0 ?0 T. ^ 3 V' s0 B7 u5 ~5 x1 _+ @ . i1 [6 x/ ~( L+ A0 F/ g 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。6 _% B8 Q" |" A( W 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。6 x) x( v* t/ o8 e# l 7 J- U- a) R# y/ t4 K2 T 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) # S) y; d# I+ B 3)、RXF0C.F0SA:接收FIFO0,最多可以有64个元素,可以接收64条消息。 4)、RXF1C.F1SA:接收FIFO1,最多可以有64个元素,可以接收64条消息。 L4 [0 b* ]4 e! J* C* [ D / e. ?! F& C0 `+ @ 5)、RXBC.RBSA:接收buffer,最多可以有64个元素。9 d5 U4 R5 ^0 L, B2 q7 `" V7 r5 G8 a: h $ p1 h2 Y6 G7 F) T& D/ _4 i7 U8 b5 M 6)、TXEFC.EFSA:发送事件FIFO,最多可以有32个元素。(不是发送FIFO) 7)、TXBC.TBSA:发送buffer,最多可以有32个元素。2 q3 e; U0 t0 B. q3 M$ I% ` 8)、TMC.TMSA:触发存储器,最多可以有64个元素。 0 R6 u/ _- h% Q/ ~6 F 《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》 下面来详细介绍这几个功能区域: 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:) y e" y- c" }+ P" a : @5 A c$ r% z" a SFT[1:0](bit31:30):这两位用来表示过滤类型,一共有四种:* v3 q# t/ |" H; h 00:范围过滤,过滤到SFID1到SFID2中的所有信息。8 F0 P0 X6 T+ v 01:双过滤,过滤到SFID1和SFID2中的信息。 10:传统位过滤,SFID1 是过滤值,SFID2 是掩码。: K1 i9 w I) H2 ^ 11:禁止过滤器元素* U2 P$ B+ `+ M6 W SFEC[2:0](bit29:27):标准过滤配置" d! ]0 B/ P! q7 ] 000:禁止过滤器元素+ E( o* C5 O. n' T, e% W/ n 001:当过滤匹配以后存储在Rx FIFO0中。% C6 v8 q& c0 E0 f1 h+ | 010:当过滤匹配以后存储在Rx FIFO1中。1 [) U% `: P8 n$ `6 K 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。) ?" W$ b* J3 @2 i7 a9 G! D& a" H! B% W" v 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。1 s* g0 f; p. V& Q 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。) k$ Y$ Y$ O9 f SFID1[10:0](bit26:16):标准过滤ID1,第一个要过滤的ID。5 h) ~4 {0 V" w; n7 Y& Y1 a, {# p h 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。 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。% @4 G4 W: ^6 c) y n 00:将消息存储在Rx Buffer中。( _6 X8 v. t) z8 g5 g* ~ $ L/ G f: D2 l) { 01:debug消息A。 0 N9 g, X8 ~3 S1 S. ?0 r 10:debug消息B。+ D u1 n; K# J9 _1 d& ]( V& T 9 n, R3 B. h3 G4 b8 C 11:debug消息C。 ) ]5 I% a! ?# W8 C4 e5 v, j SFID2[8:6](bit8:6):确定是否将滤波器事件引脚作为外部接口。3 B0 o1 e2 W) G; _0 V% J6 R! t 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。% Y4 E0 Y- C* D" e% C 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:0 l7 I# J4 R }6 m6 H / c1 G" Z; v3 | ; k" [! v* P4 f8 J. A$ F5 n4 E; h. u F0 EFEC[2:0](bit31:29):扩展过滤配置! R) C# a3 P3 |& v; R 000:禁止过滤器元素 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% x4 t) B8 o7 F 011:当过滤匹配以后丢弃。+ O7 t1 \7 V- p9 C" ` b( n+ G 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。/ p* f7 W3 u- I3 C+ t3 m! F+ I0 w$ W 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。 F0 EFID1[28:0](bit28:0):扩展过滤ID1。 F1 EFTI[1:0](bit31:30):扩展过滤类型+ g$ j! H- X/ s1 ~ 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 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。. u4 ?: ?* k- S I& y& _ 00将消息存储在Rx Buffer中。 01:debug消息A。 10:debug消息B。 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。* o% b W1 h2 t' G) b5 m 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。 w8 A+ U/ }5 Z4 Q. O 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:, N1 {! u) r1 Y+ x+ f: W 6 i" w _0 K* X $ |5 d( b R$ [ R0 ESI(bit31):错误状态标志- [+ e! P; }5 r! V/ A3 m; W+ F' v 0:传输节点显性错误。* W$ ^1 i, d5 m+ d 1:传输节点隐形错误 R0 XTD(bit30):标记是标准ID还是扩展ID! G8 a/ x# Y) A( f+ e6 R% _ 0:11位标准ID 1:29位扩展ID R0 RTR(bit29):遥控传输请求,标记当前帧是数据帧还是遥控帧。; {! S, t# M+ c5 ^% A 0:接收到的帧是数据帧% ?9 w0 B# n. R: }5 `* `% r8 Z 1:接收到的帧是遥控帧8 a2 f/ [- s$ A1 p+ A/ B$ y R0 ID[28:0](bit28:0):帧ID,根据XTD位决定是11位ID还是29位ID。5 Q3 R) i4 [% ^7 j1 T R1 ANMF(bit31): 5 @6 I6 p5 g/ n& U% Y8 m 0:接收到的帧和FIDX中的过滤帧匹配 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。 R1 FDF(bit21):帧格式 0:标准帧格式 1:FDCAN帧格式。( J9 V2 z0 H) E9 U7 k R1 BRS(bit20):比特率切换: J' `* ~8 A( j- d" v 0:接收到的帧没有比特率切换 1:接收到的帧带有比特率切换3 E( J) E7 E! o R1 DLC[3:0](bit):数据长度。 0-8:传统CAN+CAN FD,接收帧长度为0~8字节。" d' @3 G" X# r2 n3 F& F 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。" Q; u- g( P" |3 c% A. e- I R2-Rn:接收到的数据。 3 }% T) F0 I) V$ t6 ~ 4)、TXEFC.EFSA:发送事件FIFO,有32个元素,每个元素两个字。) `, P# x( h% I& a ` E0 ESI (bit31): 错误状态标志- ]6 s3 b- V$ n* | 0:传输节点显性错误 1:传输节点隐形错误。5 I3 |# Q3 Z2 q3 k( U E0 XTD(bit30):标记是标准D还是扩展ID 0:11位标准ID.6 ]3 S6 d, k2 u. l 1:29位扩展ID 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。7 e1 p9 f& ]" X- j0 n E1 MM[7:0](bit31:24):消息掩码,从Tx buffer拷贝到Tx Event FIFO中。 E1 EFC(bit23:22):事件类型& c" z+ _% M% X6 I 00:保留。' K4 F e% ` f# F8 V/ O' b 01:发送事件。 10:发送取消。 11 :保留。: M' `+ D9 R9 g% w/ | E1 EDL(bit21):扩展数据长度' A3 s* r1 m5 p) x% E$ [) E, _ 0:标准帧格式 1:FDCAN帧格式。& o$ b! }: _! Y8 F7 r6 S ]9 S E1 BRS(bit20):比特率切换& Z3 i7 d) o0 D6 E X 0:发送的帧没有比特率切换 x' b. V' _. U* `$ W, |" K 1:发送的帧带有比特率切换5 `- a/ J, G. o& R E1 DLC[19:16](bit):数据长度。9 G( }4 k+ p: ~, \; m 0-8:传统CAN+CANFD,长度为0~8字节。; K% r8 _ Y8 ~" {) J. R* V 9-15:长度为8字节。. _) {5 \6 Z" P5 Y E1 TXTS[15:0]bit15:0):时间戳。 % ~( N5 h8 W3 |& i6 ~/ @/ H) } 5)、TXBC.TBSA:发送buffer,有32个元素。, v9 `, Y4 B5 a8 O9 A ' j" x- A; F: e 0 M) H% s! k1 ]# Q# n( s& @ T0 ESI(bit31):错误状态标志. D: o& a% `/ Q6 k 0:CANFD帧中取决于被动错误标志。( G! d- A( W" ^) x# L& ~+ x+ S. W) G- } 1:CANFD帧中隐形错误。/ h; [2 m" M# \$ c: W T0 XTD(bit30):标记是标准ID还是扩展ID! I# p+ d }. E+ r: j 0:11位标准ID 1:29位扩展ID T0RTR(bit29):遥控传输请求,标记当前帧是数据帧还是遥控帧。8 s7 X2 f# F! G/ h" { 0:发送的帧是数据帧 1:发送到的帧是遥控帧! l# ?7 B! Q8 k8 P, L- f3 a T0 ID[28:0](bit28:0):帧ID,根据XTD位决定是11位ID还是29位ID。 v) @- V1 _# c+ f1 P T1 MM[7:0](bit31:24):消息掩码,配置Tx buffer的时候由CPU写入。' B0 m2 u! M5 |$ b" t T1 EFC(bit23):事件FIFO控制# C: _8 f% B, O, Y; M- H 0:不存储发送事件。 1:存储发送事件。 T1 FDF(bit1):帧格式( c) k5 J+ C5 W% Y, _3 U3 F 0:标准帧格式 1:FDCAN帧格式。9 F2 m' k7 Y5 y" c- |& W T1 BRS(bit20):比特率切换: x4 g& u" |. y! ?# z7 H 0:发送的帧没有比特率切换2 |2 W9 @" @( i# Y2 E1 Q 1:发送的帧带有比特率切换# z/ j( u' g) d4 r+ i( R Z( ^ 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。5 H) c9 l3 }4 @7 F! R 9-15:传统CAN,接收帧长度为8字节。& q$ t) f0 t9 k1 |5 ] 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。; `5 H% S! r# }4 t& A2 F T2-Tn:发送的数据。 p. f, n6 C- w! h$ e+ H7 K3 t 三、过滤器设置8 \! w( f# ~$ I i 8 ^ c' C' C' w 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:* d! R2 s1 F+ m$ S - u( y( G; B Q! B3 _ 1、指定范围过滤$ X$ o+ j& F# Q, a 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: 6 T. s! a7 J: ^4 c& Q/ a$ [
2、指定ID过滤1 p# s& Q) ]8 e/ w; e0 F - C: e; G% E7 n! P* E0 t- r9 u% Y: N 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: 5 j6 U# @, r5 z
3、传统的位过滤 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: ( M2 o) | p; s$ L/ \9 S' m: Q
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)。: z/ d. {2 O0 ^$ M) e 四、CAN的收发过程 8 Z/ ?- ~/ _. i/ N: T9 h- d 1、CAN接收过程+ a+ w! H, Y5 d4 A# G- f8 F& p5 B 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。1 B3 }7 W' A' P 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。 [) \+ c) t- U& W) ] 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。1 t9 L( v6 v+ m& Y 2 p2 i. O) }2 M. m( W% N * R7 _$ D2 |$ t& E6 s 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。: j b4 E S% P( d2 o 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):+ C$ P; I/ o5 s; S , d: Y8 ^+ |; F# v9 Y. N% x! r* H$ H2 y
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。 X% w& L! X A $ M' z# t5 m: q : B- b* e1 @$ n* K% P+ c" R 2)、hfdcan->msgRam.RxFIFO0SA:是RXF0C.F0SA区域的开始地址。' s$ k# f+ E7 g; X1 j8 c; Q 3)、hfdcan->Init.RxFifo0ElmtSize:是接收FIFO0的元素大小,根据数据长度不同而不同& c, s, Q6 T7 B ^ 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。 $ H7 W2 a& K! j2 {( r4 N6 J 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。+ ~7 i' P; {( X. ^ 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: / o6 M& x3 C7 g7 X
2、CAN发送流程4 ^4 _9 u# Q* J8 M) z. H2 J+ L 6 c& \& U c) R3 |; \ 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: , T2 h. `4 Y1 f 1 v; d8 y5 j& t$ x2 }( r 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。0 o7 C- F" C5 n; t2 t) H" R 下面来介绍一下专用发送buffer、发送FIFO、发送队列的情况:' d& v1 ^* I0 s) X: u& { . T% T% l: @* R5 \5 l 1)、专用发送buffer * {% f- b# ?/ m9 ~( ?0 v 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。5 V6 g; L2 n4 i" q1 q8 h 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。 $ N4 O& I- C8 A3 }7 [' \6 a 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:8 d) _+ d- ?) J1 r8 i2 V0 ~/ n 发送buffer索引 (0…31) *4+发送buffer起始地址。1 r$ e% l) W8 V3 o3 N( T7 @( |* @ 2)、发送FIFO5 i; d! G2 Q7 @$ Z8 B1 z 3 u+ S& g* W. u4 P 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。$ H4 I; w8 L7 U! v, b 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。- u8 V- @# [4 R7 X7 F- f9 v0 m ! f8 ?# Z, z5 O7 ^ 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。, y& _& O$ @! r$ v: v6 U; } 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。 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。5 n2 t% a1 n A2 B' R 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:5 R9 `! ]* ]. F5 H* e4 @: K 放入索引 TXFQS[TFQPI] (0…31)的值*4+发送buffer起始地址。 * X# r C) ]$ t, U( c4 _ 3)、发送队列 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。6 V* r$ g* x& `( M 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:) ?; S, q/ i* b: k7 L+ y4 J 发送队列放入索引 TXFQS[TFQPI] (0…31) 的值*4+发送buffer的起始地址。* ?9 u- G* _5 Z4 i) I" p ) g- ^+ ^4 d1 j 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: 8 b$ a/ L" g: j% ~; q1 F 1)、发送buffer全部配置为专用发送buffer 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。 2)、混合专用发送buffer和发送FIFO 3 u5 s J" ^9 b o! s1 g 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。 ' W) P# ]& V `( @0 s 发送优先次序:% H. L6 ~; C a" E+ u, x) j 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)" n1 m- [2 N& S8 X 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 ! ?" U; i! ?+ w, L/ l; J, P 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。 发送优先级设置: A、扫描所有激活了发送请求的发送缓冲区: q/ c) A4 d* z6 U 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, r8 F1 T4 X, N+ { % M4 A, a G% l" _ 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。/ L; ^. ~' V. B# m! z( N8 o) s 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。 为了防止发送事件FIFO溢出,发送事件FIFO仍然支持水印功能。: O1 }7 V% z- d Z' K5 ] CAN发送消息的代码实现: - S+ J f( I# I& Q" O! } 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:' Z1 q- ? t2 K2 i6 x2 @' j
发送buffer请求寄存器FDCAN_TXBAR,描述为: + U N9 `6 T6 k) | 7 ]- R8 y4 y" Q0 Q l7 X, }4 w# T, \( K. _ 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。 五、初始化 初始化可以直接使用HAL库,, e5 p# ~6 O5 T % ?- @) P5 Z- Q1 n; w( B$ M$ u4 Z. f
( d5 l2 R% Y9 _; b 六、CAN发送示例(来自正点原子)
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)1 m3 x/ f- @5 v" s9 e 7 h0 A- P5 c: u+ ~5 B& X
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) : u! {. D/ b" F. ?3 n |
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