玩转先楫CANFD外设系列之二：CAN外设的接收过滤器详解

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。