STMCU小助手
发布时间:2021-12-22 14:00
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一、介绍 FDCAN(Flexible Data-Rate CAN)是CAN的升级版。特点包括:/ J0 v! S" Z6 M ^' d3 @8 x 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。 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。2 F( k" ~- h/ ]; j8 M! { ) q2 u& |3 p: K! p 二、结构$ N) s- }) o; p6 u. o 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。; ]9 B$ O& H. s % Y, s9 L9 S2 P2 l' s& ~7 X. }
$ R2 o1 n# J7 v' W' V 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。$ l1 t, j5 B) a: e3 c# z4 Y% i0 Y$ T 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。 . x( a+ `$ M# k! q/ H 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。9 H- d& M3 o8 t+ q 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:- B3 c& Y; x; d }0 P+ R, r( C+ W . U+ F4 C) m6 L7 L2 ~7 _
6 j1 A: X, f5 A1 Q% H# l5 k& m 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。 3 }* i3 W8 a# b7 }! i" T8 f& G 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) " \8 _- x6 a s2 f6 O 3)、RXF0C.F0SA:接收FIFO0,最多可以有64个元素,可以接收64条消息。 4 T: y3 ~! C4 n7 s8 ] a. ~8 y* e 4)、RXF1C.F1SA:接收FIFO1,最多可以有64个元素,可以接收64条消息。+ ^1 A* [. Y8 r( K- R, \ 5)、RXBC.RBSA:接收buffer,最多可以有64个元素。+ t$ {, L+ a: f. x 6)、TXEFC.EFSA:发送事件FIFO,最多可以有32个元素。(不是发送FIFO)0 Y' z5 y3 u5 Y& v) y7 n/ W 8 O( r( Y. W7 u5 h% T3 _% A! W9 F 7)、TXBC.TBSA:发送buffer,最多可以有32个元素。 % x% k# E5 \( _1 |# ?+ d 8)、TMC.TMSA:触发存储器,最多可以有64个元素。4 F& s9 R' e2 M4 `6 n/ Z& y$ @& o" J 《注:这8个区域的元素个数和元素大小都是可以配置的,但是这8个区域的地址又是连续的。因此在初始化的时候,会根据每个区域的元素个数和大小来计算下一个区域的起始地址,并保存到相应的寄存器中》 4 w' X- x' C; Q" t0 Z& q 下面来详细介绍这几个功能区域:: C$ r. \ Z+ P3 O" L6 p; d. F 1)、SIDFC.FLSSA:这个区域用来存放11位过滤ID,有128个元素,每个元素占一个字,定义为:5 E5 B9 o' G* U" g# f / N) X3 p J8 x9 f. m [
SFT[1:0](bit31:30):这两位用来表示过滤类型,一共有四种: 00:范围过滤,过滤到SFID1到SFID2中的所有信息。 01:双过滤,过滤到SFID1和SFID2中的信息。) `, Q' b5 H8 |3 k' L 10:传统位过滤,SFID1 是过滤值,SFID2 是掩码。 11:禁止过滤器元素( \! j% \) c+ l. W, A SFEC[2:0](bit29:27):标准过滤配置! [9 J; g" D# \; ] 000:禁止过滤器元素* d$ ~3 |" M) \0 |, U) Q" ?7 V: \ 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。( [+ H9 E& @! q- b( o: P( E 011:当过滤匹配以后丢弃。5 \! t$ D# h' ?' v2 s$ }- _- { 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。' @. m$ w8 {! A7 a 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。3 k2 v/ g) q& A$ } 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。1 ]; e2 t# P. N, X0 j1 Q SFID1[10:0](bit26:16):标准过滤ID1,第一个要过滤的ID。! |9 Q, o6 a( F2 N9 b; x; @+ e6 z 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。' H# ^; t$ ?( _+ j+ T; l " L2 j7 v7 Q' K! I# o6 R 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。 01:debug消息A。 10:debug消息B。 , G0 z4 o& ?/ r' Z v 11:debug消息C。7 W* g; N: `! Y; x SFID2[8:6](bit8:6):确定是否将滤波器事件引脚作为外部接口。 m8 d3 {2 d1 H: f% d# l. X# E 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。; _ _ c# `" ?$ U, [ ! v g K1 ?% q+ K7 n% J 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:8 _1 ~. z3 U/ q+ t3 `; S U! k' I
F0 EFEC[2:0](bit31:29):扩展过滤配置 000:禁止过滤器元素# A! j' P4 p$ ]1 ^$ a 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 011:当过滤匹配以后丢弃。/ M0 b% M7 z# l3 G! O, {( F 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。9 [$ y, q2 h1 j# @: S8 w 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。8 k; C0 B! m* f4 j 111:存储到Rx buffer中,EFT[1:0]忽略。$ Z" ?, o- |1 g1 B/ [& p F0 EFID1[28:0](bit28:0):扩展过滤ID1。 F1 EFTI[1:0](bit31:30):扩展过滤类型2 B' Z& O+ O* Q% T% ~ 00:范围过滤,过滤到EF1ID到EF2ID中的所有信息。% P" I+ O! ^5 d* ^ 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。1 s: N+ b( O9 y* l 00将消息存储在Rx Buffer中。! J: p3 L: c* R5 m 01:debug消息A。, [ I H# s/ x8 a6 o. A( {- r 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。 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。 4 m+ a5 W* o) Y6 f! l K 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: o! c% \7 o: [& Z' l' ^9 o" e 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 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。 0:接收到的帧是数据帧 1:接收到的帧是遥控帧, T/ ~4 v: @7 u+ r+ X R0 ID[28:0](bit28:0):帧ID,根据XTD位决定是11位ID还是29位ID。* w1 m6 h) S' Y* n O R1 ANMF(bit31):6 t6 I6 G7 Q9 W+ i. q 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3 z* L; T/ n6 E9 k9 Y8 a/ ] 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。, G4 p3 t3 q C) x" T* X: e+ O R1 BRS(bit20):比特率切换: r3 p$ @7 g5 K( U* s 0:接收到的帧没有比特率切换8 ?4 ?7 Y9 Y, |8 P 1:接收到的帧带有比特率切换. |- ?/ M9 c' |* M 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。7 ~2 k5 q* W6 B# o _9 t/ |8 J6 E 9-15:如果是传统CAN,接收帧长度为8字节。$ P9 y! M) y, O+ P* f4 [ 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。( S' v$ l) Z# E. r6 _& k6 E0 J R1 RXTS[15:0](bit15:0):接收时间戳。 R2-Rn:接收到的数据。6 G9 m% B$ S# J( p8 b3 n 4)、TXEFC.EFSA:发送事件FIFO,有32个元素,每个元素两个字。
E0 ESI (bit31): 错误状态标志 % P+ s5 ]' j8 N; B8 k! N; j 0:传输节点显性错误 1:传输节点隐形错误。 E0 XTD(bit30):标记是标准D还是扩展ID0 \2 ^# H. B5 _: l: E: J 0:11位标准ID.3 {- s" n4 ?+ I& z 1:29位扩展ID2 |6 C9 l- k& N# T% R E0RTR(bit29):遥控传输请求,标记当前帧是数据帧还是遥控帧。( y+ [# N* N6 ~, K% T 0:发送的帧是数据帧* @" y. {) M) I6 w8 f 1:发送到的帧是遥控帧6 W. t# u: y" I% G P1 ~ 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。 E1 EFC(bit23:22):事件类型+ V! z$ d b# P 00:保留。* K# t( c4 |) v6 i4 R 01:发送事件。 10:发送取消。# d! l& o9 c* {' c 11 :保留。 E1 EDL(bit21):扩展数据长度 0:标准帧格式$ X9 X4 j" Y& q, L9 o 1:FDCAN帧格式。: y8 L' K/ X7 Z! ^ E1 BRS(bit20):比特率切换 0:发送的帧没有比特率切换 ! O, m9 c- X6 e/ H 1:发送的帧带有比特率切换! @- W Y2 [" U- s9 N6 i9 H* ` E1 DLC[19:16](bit):数据长度。5 N3 r* M. p; O: Y4 M* K8 `4 }" z$ M* s 0-8:传统CAN+CANFD,长度为0~8字节。1 E1 k: @( |5 C( W4 x% k- l1 Y) V 9-15:长度为8字节。 E1 TXTS[15:0]bit15:0):时间戳。! D) i6 F6 r* p O, z& `" ? 5)、TXBC.TBSA:发送buffer,有32个元素。( G- }' Z I! H: |" f ?2 r& |( I2 f 1 j: W. s+ B# i3 U2 I/ e
T0 ESI(bit31):错误状态标志) G. E7 I B) u# c( V# F 0:CANFD帧中取决于被动错误标志。 1:CANFD帧中隐形错误。 T0 XTD(bit30):标记是标准ID还是扩展ID( s' x9 d% P0 ]) U" f Z 0:11位标准ID 7 J* N$ f0 L$ m: p( t. A 1:29位扩展ID & x9 U3 |! C, D5 J! v T0RTR(bit29):遥控传输请求,标记当前帧是数据帧还是遥控帧。$ {% o& r% Q# @( i6 d# }( m; p 0:发送的帧是数据帧 1:发送到的帧是遥控帧; L. k8 [" \' b T0 ID[28:0](bit28:0):帧ID,根据XTD位决定是11位ID还是29位ID。! @& ?' X* O% U! A 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7 T4 N9 z/ ^2 m6 t0 d4 Z9 n 0:不存储发送事件。 1:存储发送事件。 T1 FDF(bit1):帧格式7 k2 D, Z) C7 V 0:标准帧格式 1:FDCAN帧格式。! q# ^( G4 |8 a7 t7 X& ] T1 BRS(bit20):比特率切换 0:发送的帧没有比特率切换3 W- b$ v; x D: C- c+ U0 U. x 1:发送的帧带有比特率切换3 P% y: ?7 z& r. @% O; s. u3 C 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。. Y C, `. Y) J1 X6 r$ a 9-15:传统CAN,接收帧长度为8字节。7 C, {0 K0 n( Y8 X 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。 T2-Tn:发送的数据。 5 q7 {% n( ]& Y9 Z5 s7 u/ h X 三、过滤器设置, z3 c0 p# f' ?) U: Y S 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: . j2 E9 O8 L. b: x, s r" \ 1、指定范围过滤 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:
2、指定ID过滤 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: ; }8 w7 i# d l
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:3 U& s$ k+ ?2 M , S" a4 Y+ ^; U8 e. `' X
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 1、CAN接收过程; _9 @- O! m3 K o% l5 n1 Z$ P! o0 s 8 x: B1 U/ n- w8 L% ^3 A 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。% r2 v: d! D$ ^% q 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。
9 ^! O- F; K A& R: m+ H 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。7 o/ x2 { m- ?! U% W L9 y Q9 B0 a0 i * O& m; [, T0 M* \1 F# i
4 e4 h) H0 W3 z! T) C8 M A 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。' L R7 {. w, `+ j3 R: e# | 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):
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。% O: t- w: E. H, K+ Q
2)、hfdcan->msgRam.RxFIFO0SA:是RXF0C.F0SA区域的开始地址。7 A% ]) h, U" f 3)、hfdcan->Init.RxFifo0ElmtSize:是接收FIFO0的元素大小,根据数据长度不同而不同 " k3 o9 U% M/ a# w/ G1 P # M' @6 K: X4 x% l7 D 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。 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。 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: + Z9 H% c( f, w; ?8 z5 a& X
2、CAN发送流程/ R1 ^ Y3 O3 B2 \% v8 M n$ p% q 5 b2 g# @6 n" v( k! m' f/ w- K$ f+ A: X# ~ 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: & Z; G" Q: v4 J" ~7 K C6 m
2 R; `2 B8 }6 `3 c6 v; J( O 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。 ' Y9 i0 ]8 z7 D% C 下面来介绍一下专用发送buffer、发送FIFO、发送队列的情况:* K0 U+ F# f% {! o# {0 J1 _" Z 1)、专用发送buffer- s* o/ }4 W( B! P- E, I 6 P9 q9 |. p. u) J, S; J; w 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。2 v& l* C d! x8 @6 A7 w 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。7 t1 P" b1 z9 e+ n
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:7 [, o) _7 h5 l" w3 f 发送buffer索引 (0…31) *4+发送buffer起始地址。& b- ?& ^! T1 i2 U1 S* i& w " t c6 ?, w" B) m/ ]4 X 9 R0 I$ h+ g6 V5 s- i 2)、发送FIFO ) ]$ i) B3 [1 |) z: H% r$ @ 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。# \ y0 M: }& p 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。! ~' q$ j4 f- o" C4 e , Z( ^5 B6 A& h. B3 ?$ v: u
$ H0 Z1 R0 L7 C% \4 D8 H; n3 W! } 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。 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。 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:& p/ V# K3 R6 r: r* S8 b& Z7 D 放入索引 TXFQS[TFQPI] (0…31)的值*4+发送buffer起始地址。 $ f ], l$ K& C% B/ n 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。$ ]" z( A* o( s; d' p! ~! v 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。 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: * r: o# n: K2 ~8 N- E/ t( k* ], F- x 1)、发送buffer全部配置为专用发送buffer6 I$ O; l; X2 z5 `- W) R3 P 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 ! j1 c' |' S, W4 w2 J$ H. v3 T* } 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。 2 V" x& I( G+ ^1 r( [8 S. y% f
发送优先次序:, R( h, f4 c: G2 I( a9 i 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)$ s) ]3 r3 ?8 D" C. c, h+ N 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/ Z& q) c1 O% W) W+ w0 P% R 3)、混合专用发送buffer和发送队列: J" U& M+ X9 C- }2 y 4 L1 j( e1 J& p/ m( b# y% \ 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。 6 H/ r$ p$ q6 t2 n
$ H0 w W% a# v7 C0 y S; l 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 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 % G3 w8 }; ]$ g 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。' n' F( g& }9 p- b - ]% T& Y. U8 V3 |/ N/ _ 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。# j) ~+ x; C/ m 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。2 t7 `/ q: X1 E! F& d 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。; G4 ~9 J1 l. \0 `2 }! T; w d * R4 }' _# y' E, S 为了防止发送事件FIFO溢出,发送事件FIFO仍然支持水印功能。; N3 H8 T; [3 D& _( x 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:, R& ~% R/ ^3 c- q9 | W
发送buffer请求寄存器FDCAN_TXBAR,描述为: ! i) ]7 @& a+ p* N* C7 E3 j- g 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。, ]2 A+ d7 n: A0 |( n 4 f. ?- v' j3 N! w% W - `! g3 E9 G+ n. A# t! G$ V2 v8 G ' k3 M8 n/ T2 r3 o! H 五、初始化$ Q; ?& d) Z9 u, h( U( W% ] 初始化可以直接使用HAL库,% {4 n% p8 `9 C7 h1 w
; P/ T9 H" F& M: P 六、CAN发送示例(来自正点原子) R# Q8 B* q) c6 v9 L; o
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)& M% h8 h0 V5 a5 Y+ s 9 D* c3 B! @! D$ o6 w s
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)" R" c9 V+ [& E" w! z - o* J8 G9 t: G$ U7 e* k 8 ~, P6 l9 l. e/ D |
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