嵌入式Linux下CAN接口调试
嵌入式技术
描述
1). 简介
CAN(Controller Area Network)总线是嵌入式设备最为常用的接口之一，常用于汽车以及工业自动化等嵌入式领域，因此本文就基于嵌入式Linux演示使用CAN总线进行通讯测试。
本文所演示的平台来自于Toradex Colibri iMX6DL 和Apalis iMX6D ARM嵌入式平台，这两个平台是都是基于NXP iMX6系列ARM处理器，支持双核心Cortex-A9。
2. 准备
a). Colibri iMX6DL ARM核心版配合Colibri Eva Board V3.2B载板，连接调试串口到开发主机，同时配置好Ubuntu开发主机开发环境，具体操作方法可以参考这里。
b). Apalis iMX6D ARM核心板配合Ixora V1.0载板，连接调试串口到开发主机，同时配置好Ubuntu开发主机开发环境，具体操作方法可以参考这里。
c). Colibri iMX6DL和Apalis iMX6D系统使用Toradex Linux Release V2.6.1，下载和更新方法请参考这里。
d). Colibri iMX6DL 提供了两路来自与iMX6DL芯片的CAN总线(FlexCAN)支持，不过这个不是Colibri系列兼容定义；Colibri Eva Board上面通过SPI总线基于MCP2515芯片扩展了而一路CAN总线接口，这个是整个Colibri兼容的；因此对于本文的测试系统，我们可以有三路CAN总线支持，具体的Pin定义请见如下，其他Colibri系列产品的定义情况请见这里。
./ FlexCAN定义
./ MCP2515 原理图设计如下，在JP4&JP5跳线连接情况下X2 Top连接器连接的是MCP2515 CAN总线；当断开JP4&JP5跳线时候，可以使用连接线将FlexCAN RX/TX连接到X38来输出到X2 Top.
d). Colibri产品系列定义中CAN不是标准定义，因此针对Colibri系列产品使用CAN总线要根据版本情况对kernel或者device tree进行修改编译，下面针对Colibri iMX6DL V2.6.1版本进行配置，其他产品配置说明请参考这里。
./ 下载对应的V2.6.1 kernel源代码，具体下载和编译方法请参考这里。
./ 检查kernel config是否下面选项都已经配置，在V2.6.1版本下默认都已经配置。
--------------------------
CONFIG_CAN = y
CONFIG_CAN_RAW = y
CONFIG_CAN_BCM = y
CONFIG_CAN_DEV = y
CAN_FLEXCAN = y
CAN_MCP251X = y
--------------------------
./ 默认device tree只支持MCP2515 SPI CAN，通过如下修改device tree文件打开FlexCAN1和FlexCAN2，请注意在Toradex V2.7以上版本image中” &flexcan1”命名修改为”&can1”。
https://github.com/simonqin09/cantest/blob/master/flexcan.patch
e). Ixora载板CAN接口通过X20输出，Apalis iMX6D 默认device tree已经支持FlexCAN1和FlexCAN2，无需做改动。
3). 使用CAN Utilities对CAN接口进行测试
a). Linux系统通过SocketCAN层提供CAN支持，使得可以使用类似操作socket API函数来操作CAN总线，具体关于SocketCAN说明请见这里。
b). Colibri iMX6 和Apalis iMX6默认image已经包含can-utils，可以直接使用；如下硬件连接将Colibri iMX6 FlexCAN1和Apalis iMX6 FlexCAN1进行连接
./ Colibri Eva Board JP4和JP5跳线断开，将X9连接器 SODIMM_55和SODIMM_63管脚分别连接到X38连接器TX和RX插座。
./ Colibri Eva Board X2 Top DB9 管脚2和7通过两端均配置120Ohm终端电阻的连线和Ixora载板X20管脚1和2连接。
c). 使能FlexCAN接口，下面以Colibri iMX6为例，Apalis iMX6方法一致
--------------------------
root@colibri-imx6:~# ip link set can1 type can bitrate 500000
root@colibri-imx6:~# ip link set can1 up
/*也可以通过ifconfig up/down CAN接口*/
//root@colibri-imx6:~# ifconfig can1 up/down
/*ip –details查看CAN总线状态*/
root@colibri-imx6:~# ip -details link show can1
3: can1: mtu 16 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN mode DE0
link/can promiscuity 0
can state ERROR-ACTIVE (berr-counter tx 0 rx 0) restart-ms 0
bitrate 500000 sample-point 0.866
tq 133 prop-seg 6 phase-seg1 6 phase-seg2 2 sjw 1
flexcan: tseg1 4..16 tseg2 2..8 sjw 1..4 brp 1..256 brp-inc 1
clock 30000000
/* ip -details -statistics 查看工作状态*/
root@colibri-imx6:~# ip -details -statistics link show can1
3: can1: mtu 16 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN mode DE0
link/can promiscuity 0
can state ERROR-ACTIVE (berr-counter tx 0 rx 0) restart-ms 0
bitrate 500000 sample-point 0.866
tq 133 prop-seg 6 phase-seg1 6 phase-seg2 2 sjw 1
flexcan: tseg1 4..16 tseg2 2..8 sjw 1..4 brp 1..256 brp-inc 1
clock 30000000
re-started bus-errors arbit-lost error-warn error-pass bus-off
0 0 0 0 0 0
RX: bytes packets errors dropped overrun mcast
0 0 0 0 0 0
TX: bytes packets errors dropped carrier collsns
0 0 0 0 0 0
--------------------------
d). FlexCAN接口发送接收测试，下面以Colibri iMX6发送，Apalis iMX6接收为例，另外一个方向方法一致
--------------------------
/*Apalis iMX6*/
root@apalis-imx6:~# candump can0
interface = can0, family = 29, type = 3, proto = 1
<0x0000001f> [8] 11 22 33 44 55 66 77 88
/*Colibri iMX6*/
cansend can1 -e -i 0x1F 0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77 0x88
--------------------------
4). 通过C程序操作CAN总线示例
a). 首先同样需要使用ip link命令配置CAN接口bitrate并使能接口，这里同样在Colibri iMX6上面使用can1接口，同时Apalis iMX6上面使用can0接口。
b). 测试c程序代码请见如下：
https://github.com/simonqin09/cantest/blob/master/cantest.c
./ 程序执行包含两个变量，第一个变量为”-r”或者”-s”来制定接收或者发送，第二个变量为所要测试的CAN bus，如”can0”。
./ 具体以Colibri iMX6作为接收端，Apalis iMX6 作为发送端测试程序运行结果如下：
--------------------------
// Colibri iMX6 先运行接收命令
root@colibri-imx6:~# ./cantest -r can1
can port is can1
// Apalis iMX6 然后运行发送命令
root@apalis-imx6:~# ./cantest -s can0
can port is can0
can0 ID=0x1f data length=8
0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77 0x88 Sent out
// 此时Colibri iMX6上面接收数据情况如下，证明已经发送接收成功
root@colibri-imx6:~# ./cantest -r can1
can port is can1
can1 ID=0x1f data length=8
0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77 0x88
--------------------------
5). 总结
利用SocketCAN可以非常方便的在Linux下使用CAN总线，另外CAN总线也支持同时发送并接收，这里就不做演示了。By Toradex秦海
1). 简介
CAN(Controller Area Network)总线是嵌入式设备最为常用的接口之一，常用于汽车以及工业自动化等嵌入式领域，因此本文就基于嵌入式Linux演示使用CAN总线进行通讯测试。
本文所演示的平台来自于Toradex Colibri iMX6DL 和Apalis iMX6D ARM嵌入式平台，这两个平台是都是基于NXP iMX6系列ARM处理器，支持双核心Cortex-A9。
2. 准备
a). Colibri iMX6DL ARM核心版配合Colibri Eva Board V3.2B载板，连接调试串口到开发主机，同时配置好Ubuntu开发主机开发环境，具体操作方法可以参考这里。
b). Apalis iMX6D ARM核心板配合Ixora V1.0载板，连接调试串口到开发主机，同时配置好Ubuntu开发主机开发环境，具体操作方法可以参考这里。
c). Colibri iMX6DL和Apalis iMX6D系统使用Toradex Linux Release V2.6.1，下载和更新方法请参考这里。
d). Colibri iMX6DL 提供了两路来自与iMX6DL芯片的CAN总线(FlexCAN)支持，不过这个不是Colibri系列兼容定义；Colibri Eva Board上面通过SPI总线基于MCP2515芯片扩展了而一路CAN总线接口，这个是整个Colibri兼容的；因此对于本文的测试系统，我们可以有三路CAN总线支持，具体的Pin定义请见如下，其他Colibri系列产品的定义情况请见这里。
./ FlexCAN定义
./ MCP2515 原理图设计如下，在JP4&JP5跳线连接情况下X2 Top连接器连接的是MCP2515 CAN总线；当断开JP4&JP5跳线时候，可以使用连接线将FlexCAN RX/TX连接到X38来输出到X2 Top.
d). Colibri产品系列定义中CAN不是标准定义，因此针对Colibri系列产品使用CAN总线要根据版本情况对kernel或者device tree进行修改编译，下面针对Colibri iMX6DL V2.6.1版本进行配置，其他产品配置说明请参考这里。
./ 下载对应的V2.6.1 kernel源代码，具体下载和编译方法请参考这里。
./ 检查kernel config是否下面选项都已经配置，在V2.6.1版本下默认都已经配置。
--------------------------
CONFIG_CAN = y
CONFIG_CAN_RAW = y
CONFIG_CAN_BCM = y
CONFIG_CAN_DEV = y
CAN_FLEXCAN = y
CAN_MCP251X = y
--------------------------
./ 默认device tree只支持MCP2515 SPI CAN，通过如下修改device tree文件打开FlexCAN1和FlexCAN2，请注意在Toradex V2.7以上版本image中” &flexcan1”命名修改为”&can1”。
https://github.com/simonqin09/cantest/blob/master/flexcan.patch
e). Ixora载板CAN接口通过X20输出，Apalis iMX6D 默认device tree已经支持FlexCAN1和FlexCAN2，无需做改动。
3). 使用CAN Utilities对CAN接口进行测试
a). Linux系统通过SocketCAN层提供CAN支持，使得可以使用类似操作socket API函数来操作CAN总线，具体关于SocketCAN说明请见这里。
b). Colibri iMX6 和Apalis iMX6默认image已经包含can-utils，可以直接使用；如下硬件连接将Colibri iMX6 FlexCAN1和Apalis iMX6 FlexCAN1进行连接
./ Colibri Eva Board JP4和JP5跳线断开，将X9连接器 SODIMM_55和SODIMM_63管脚分别连接到X38连接器TX和RX插座。
./ Colibri Eva Board X2 Top DB9 管脚2和7通过两端均配置120Ohm终端电阻的连线和Ixora载板X20管脚1和2连接。
c). 使能FlexCAN接口，下面以Colibri iMX6为例，Apalis iMX6方法一致
--------------------------
root@colibri-imx6:~# ip link set can1 type can bitrate 500000
root@colibri-imx6:~# ip link set can1 up
/*也可以通过ifconfig up/down CAN接口*/
//root@colibri-imx6:~# ifconfig can1 up/down
/*ip –details查看CAN总线状态*/
root@colibri-imx6:~# ip -details link show can1
3: can1: mtu 16 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN mode DE0
link/can promiscuity 0
can state ERROR-ACTIVE (berr-counter tx 0 rx 0) restart-ms 0
bitrate 500000 sample-point 0.866
tq 133 prop-seg 6 phase-seg1 6 phase-seg2 2 sjw 1
flexcan: tseg1 4..16 tseg2 2..8 sjw 1..4 brp 1..256 brp-inc 1
clock 30000000
/* ip -details -statistics 查看工作状态*/
root@colibri-imx6:~# ip -details -statistics link show can1
3: can1: mtu 16 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN mode DE0
link/can promiscuity 0
can state ERROR-ACTIVE (berr-counter tx 0 rx 0) restart-ms 0
bitrate 500000 sample-point 0.866
tq 133 prop-seg 6 phase-seg1 6 phase-seg2 2 sjw 1
flexcan: tseg1 4..16 tseg2 2..8 sjw 1..4 brp 1..256 brp-inc 1
clock 30000000
re-started bus-errors arbit-lost error-warn error-pass bus-off
0 0 0 0 0 0
RX: bytes packets errors dropped overrun mcast
0 0 0 0 0 0
TX: bytes packets errors dropped carrier collsns
0 0 0 0 0 0
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d). FlexCAN接口发送接收测试，下面以Colibri iMX6发送，Apalis iMX6接收为例，另外一个方向方法一致
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/*Apalis iMX6*/
root@apalis-imx6:~# candump can0
interface = can0, family = 29, type = 3, proto = 1
<0x0000001f> [8] 11 22 33 44 55 66 77 88
/*Colibri iMX6*/
cansend can1 -e -i 0x1F 0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77 0x88
--------------------------
4). 通过C程序操作CAN总线示例
a). 首先同样需要使用ip link命令配置CAN接口bitrate并使能接口，这里同样在Colibri iMX6上面使用can1接口，同时Apalis iMX6上面使用can0接口。
b). 测试c程序代码请见如下：
https://github.com/simonqin09/cantest/blob/master/cantest.c
./ 程序执行包含两个变量，第一个变量为”-r”或者”-s”来制定接收或者发送，第二个变量为所要测试的CAN bus，如”can0”。
./ 具体以Colibri iMX6作为接收端，Apalis iMX6 作为发送端测试程序运行结果如下：
--------------------------
// Colibri iMX6 先运行接收命令
root@colibri-imx6:~# ./cantest -r can1
can port is can1
// Apalis iMX6 然后运行发送命令
root@apalis-imx6:~# ./cantest -s can0
can port is can0
can0 ID=0x1f data length=8
0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77 0x88 Sent out
// 此时Colibri iMX6上面接收数据情况如下，证明已经发送接收成功
root@colibri-imx6:~# ./cantest -r can1
can port is can1
can1 ID=0x1f data length=8
0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77 0x88
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5). 总结
利用SocketCAN可以非常方便的在Linux下使用CAN总线，另外CAN总线也支持同时发送并接收，这里就不做演示了。
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