智多晶CAN/CANFD IP介绍

CAN总线（Controller Area Network）是一种广泛应用于工业控制、汽车电子等领域的通信协议。CAN FD（Controller Area Network Flexible Data-Rate）是CAN总线协议的升级版本，旨在解决传统CAN总线在数据传输速率和数据长度方面的限制。CAN总线以其高可靠性、实时性和抗干扰能力，广泛应用于需要高效通信和复杂控制的领域。

智多晶CAN IP 和CAN FD IP

2个IP的用户接口都为APB3，都支持CAN帧（CAN FD IP额外支持CAN FD帧）。CAN IP使用的逻辑资源较少，适合简单且逻辑资源紧张的使用场景，CAN FD IP带缓存和接收过滤，适合复杂且逻辑资源宽裕的使用场景。

CAN IP特性

支持《CAN specification version 2.0》标准

支持自适应标准帧（Standard Identifier）和扩展帧（Extended Identifier）

支持CAN数据帧（Data Frame）和遥控帧（Remote Frame）

支持CAN波特率可配置（10Kbps~1Mbps）

支持主动过载

支持APB接口

支持独立的MCU和CAN IP时钟。

CAN FD IP 特性

基于CAN FD Spec V1.0协议规范

支持8Mb/s的可变（数据域）数据速率（CAN FD）

支持1Mb/s的典型（仲裁域）数据速率

同时支持CAN和CAN FD帧的收发

32深度的发送帧记录FIFO（记录帧的仲裁域和控制域帧信息）

2个64深度的接收帧存储FIFO

32个接收过滤器

支持发送取消操作

发送记录和接收存储的帧信息包含时间戳

CAN FD帧在可变（数据域）数据速率下具有独立的错误报告

支持以下功能：

取消自动重发

监听模式

睡眠和唤醒

内部环回

使用APB接口

IP的配置与使用

打开IP

在HqFpga v3版本软件中，点击“IP管理”图标进入“IP Creator”子页面后，在“通信与网络”下，可看到CAN_FD（CAN FD IP）和CAN_Controller（CAN IP），双击即可进入相应IP的配置界面。

 

图一 CAN IP配置界面

图二 CAN FD IP配置界面

应用子系统

CAN IP应用系统框图

如上图，这是一个非常典型的使用CAN IP的子系统框图（适用于CAN FD IP）。MCU/CONTROLLER主要用于CAN的寄存器配置，可以使用智多晶提供的CM3/STAR/Tiny-SoC IP。CAN Bus Transceivers 为CAN收发芯片，实现逻辑信号can_tx、can_rx到总线信号CAN_H、CAN_L的电气特性转换。

应用场景

1汽车电子

车身控制（车门、车窗、座椅、灯光等），动力系统（发动机控制单元、变速箱控制等），安全系统（ABS、安全气囊、电子稳定程序等），信息娱乐系统（导航、音响、车载通信等）。

2工业自动化

PLC通信、传感器网络、机器人控制等。

3医疗设备

医疗仪器（监护仪、麻醉机、输液泵等），医疗机器人。

4航空航天

飞机电子系统（飞行控制、发动机监控、导航系统等），航天器通信。

5智能家居

家电控制（空调、冰箱、洗衣机等），安防系统（门禁、监控摄像头等）。

6轨道交通

列车控制系统（车门控制、制动系统等），信号系统。

7船舶电子

船舶控制系统、自动化设备。

8能源管理

智能电网、新能源系统（太阳能逆变器、风力发电控制系统等）。

9农业自动化

农业机械、环境监测（温室、灌溉系统的传感器网络）。

10物联网（IoT）

设备互联、远程监控（智能电表、环境监测设备等）。