CAN總線的過(guò)濾器
出處:eefocus 發(fā)布于:2017-09-27 18:07:42
CAN控制器,提供了28個(gè)可配置的篩選器組(F1僅互聯(lián)型才有28個(gè),其他的只有14個(gè)),
STM32 CAN控制器每個(gè)篩選器組由2個(gè)32位寄存器組成(CAN_FxR1和CAN_FxR2,x=0~27)。根據(jù)位寬不同,每個(gè)篩選器組可提供:
● 1個(gè)32位篩選器,包括:STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE和RTR位
● 2個(gè)16位篩選器,包括:STDID[10:0]、IDE、RTR和EXTID[17:15]位
對(duì)于組, 可以將其配置成屏蔽位模式, 這樣 CAN_FxR0中保存的就是標(biāo)識(shí)符匹配值,
CAN_FxR1中保存的是屏蔽碼,即 CAN_FxR1中如果某一位為1,則 CAN_FxR0中相應(yīng)
的位必須與收到的幀的標(biāo)志符中的相應(yīng)位吻合才能通過(guò)過(guò)濾器; CAN_FxR1中為0的位表
示 CAN_FxR0中的相應(yīng)位可不必與收到的幀進(jìn)行匹配。 過(guò)濾器組還可以被配置成標(biāo)識(shí)符列
表模式,此時(shí) CAN_FxR0和 CAN_FxR1中的都是要匹配的標(biāo)識(shí)符,收到的幀的標(biāo)識(shí)符必
須與其中的一個(gè)吻合才能通過(guò)過(guò)濾。
注意:CAN_FilterIdHigh 是指高16位 CAN_FilterIdLow 是低16位應(yīng)該將需要得到的幀
的和過(guò)濾器的設(shè)置值左對(duì)齊起。
一般我們用的都是普通型的,所以在本文中可以說(shuō) STM32有14組過(guò)濾器組。
根據(jù)配置,每1組過(guò)濾器組可以有1個(gè),2個(gè)或4個(gè)過(guò)濾器。
這些過(guò)濾器相當(dāng)于關(guān)卡,每當(dāng)收到一條報(bào)文時(shí),CAN 要先將收到的報(bào)文從這些過(guò)濾器上”
過(guò)”一下,能通過(guò)的報(bào)文是有效報(bào)文,收進(jìn) FIFO,不能通過(guò)的是無(wú)效報(bào)文(不是發(fā)給”我”
的報(bào)文),直接丟棄。
所有的過(guò)濾器是并聯(lián)的,即一個(gè)報(bào)文只要通過(guò)了一個(gè)過(guò)濾器,就是算是有效的。
每組過(guò)濾器組有兩種工作模式:標(biāo)識(shí)符列表模式和標(biāo)識(shí)符屏蔽位模式。
在標(biāo)識(shí)符列表模式下,收到報(bào)文的標(biāo)識(shí)符必須與過(guò)濾器的值完全相等才能通過(guò)。
在標(biāo)識(shí)符屏蔽位模式下,可以指定標(biāo)識(shí)符的哪些位為何值時(shí)就算通過(guò)。這其實(shí)就是限定了
處于某一范圍的標(biāo)識(shí)符能夠通過(guò)。
在一組過(guò)濾器中,整組的過(guò)濾器都使用同一種工作模式。
另外,每組過(guò)濾器中的過(guò)濾器寬度是可變的,可以是32位或16位。
按工作模式和寬度,一個(gè)過(guò)濾器組可以變成以下幾中形式之一:
(1) 1個(gè)32位的屏蔽位模式的過(guò)濾器。
(2) 2個(gè)32位的列表模式的過(guò)濾器。
(3) 2個(gè)16位的屏蔽位模式的過(guò)濾器。
(4) 4個(gè)16位的列表模式的過(guò)濾器。
所有的過(guò)濾器是并聯(lián)的,即一個(gè)報(bào)文只要通過(guò)了一個(gè)過(guò)濾器,就是算是有效的。
每組過(guò)濾器組有兩個(gè)32位的寄存器用于存儲(chǔ)過(guò)濾用的”標(biāo)準(zhǔn)值”,分別是 FxR1,F(xiàn)xR2。
在32位的屏蔽位模式下:
有1個(gè)過(guò)濾器。
FxR2用于指定需要關(guān)心哪些位,F(xiàn)xR1用于指定這些位的標(biāo)準(zhǔn)值。
在32位的列表模式下:
有兩個(gè)過(guò)濾器。
FxR1指定過(guò)濾器0的標(biāo)準(zhǔn)值,收到報(bào)文的標(biāo)識(shí)符只有跟 FxR1完全相同時(shí),才算通過(guò)。
FxR2指定過(guò)濾器1的標(biāo)準(zhǔn)值。
在16位的屏蔽位模式下:
有2個(gè)過(guò)濾器。
FxR1配置過(guò)濾器0,其中,[31-16]位指定要關(guān)心的位,[15-0]位指定這些位的標(biāo)準(zhǔn)值。
FxR2配置過(guò)濾器1,其中,[31-16]位指定要關(guān)心的位,[15-0]位指定這些位的標(biāo)準(zhǔn)值。
在16位的列表模式下:
有4個(gè)過(guò)濾器。
FxR1的[15-0]位配置過(guò)濾器0,F(xiàn)xR1的[31-16]位配置過(guò)濾器1。
FxR2的[15-0]位配置過(guò)濾器2,F(xiàn)xR2的[31-16]位配置過(guò)濾器3。
STM32的 CAN 有兩個(gè) FIFO,分別是 FIFO0和 FIFO1。為了便于區(qū)分,下面 FIFO0寫(xiě)作
FIFO_0,F(xiàn)IFO1寫(xiě)作 FIFO_1。
每組過(guò)濾器組必須關(guān)聯(lián)且只能關(guān)聯(lián)一個(gè) FIFO。復(fù)位默認(rèn)都關(guān)聯(lián)到 FIFO_0。
所謂“關(guān)聯(lián)”是指假如收到的報(bào)文從某個(gè)過(guò)濾器通過(guò)了,那么該報(bào)文會(huì)被存到該過(guò)濾器相連
的 FIFO。
從另一方面來(lái)說(shuō),每個(gè) FIFO 都關(guān)聯(lián)了一串的過(guò)濾器組,兩個(gè) FIFO 剛好瓜分了所有的過(guò)
濾器組。
每當(dāng)收到一個(gè)報(bào)文,CAN 就將這個(gè)報(bào)文先與 FIFO_0關(guān)聯(lián)的過(guò)濾器比較,如果被匹配,就
將此報(bào)文放入 FIFO_0中。
如果不匹配, 再將報(bào)文與 FIFO_1關(guān)聯(lián)的過(guò)濾器比較, 如果被匹配, 該報(bào)文就放入 FIFO_1
中。
如果還是不匹配,此報(bào)文就被丟棄。
每個(gè) FIFO 的所有過(guò)濾器都是并聯(lián)的,只要通過(guò)了其中任何一個(gè)過(guò)濾器,該報(bào)文就有效。
如果一個(gè)報(bào)文既符合 FIFO_0的規(guī)定,又符合 FIFO_1的規(guī)定,顯然,根據(jù)操作順序,它
只會(huì)放到 FIFO_0中。
每個(gè) FIFO 中只有激活了的過(guò)濾器才起作用,換句話說(shuō),如果一個(gè) FIFO 有20個(gè)過(guò)濾器,
但是只激話了5個(gè),那么比較報(bào)文時(shí),只拿這5個(gè)過(guò)濾器作比較。
一般要用到某個(gè)過(guò)濾器時(shí),在初始化階段就直接將它激活。
需要注意的是,每個(gè) FIFO 必須至少激活一個(gè)過(guò)濾器,它才有可能收到報(bào)文。如果一個(gè)過(guò)
濾器都沒(méi)有激活,那么是所有報(bào)文都報(bào)廢的。
一般的,如果不想用復(fù)雜的過(guò)濾功能, FIFO 可以只激活一組過(guò)濾器組,且將它設(shè)置成 32
位的屏蔽位模式,兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值寄存器(FxR1,F(xiàn)xR2)都設(shè)置成0。這樣所有報(bào)文均能通過(guò)。
(STM32提供的例程里就是這么做的! )
STM32 CAN 中,另一個(gè)較難理解的就是過(guò)濾器編號(hào)。
過(guò)濾器編號(hào)用于加速 CPU 對(duì)收到報(bào)文的處理。
收到一個(gè)有效報(bào)文時(shí), CAN 會(huì)將收到的報(bào)文 以及它所通過(guò)的過(guò)濾器編號(hào), 一起存入接
收郵箱中。CPU 在處理時(shí),可以根據(jù)過(guò)濾器編號(hào),快速的知道該報(bào)文的用途,從而作出相
應(yīng)處理。
不用過(guò)濾器編號(hào)其實(shí)也是可以的, 這時(shí)候 CPU 就要分析所收?qǐng)?bào)文的標(biāo)識(shí)符, 從而知道報(bào)
文的用途。
由于標(biāo)識(shí)符所含的信息較多,處理起來(lái)就慢一點(diǎn)了。
STM32使用以下規(guī)則對(duì)過(guò)濾器編號(hào):
(1) FIFO_0和 FIFO_1的過(guò)濾器分別獨(dú)立編號(hào),均從0開(kāi)始按順序編號(hào)。
(2) 所有關(guān)聯(lián)同一個(gè) FIFO 的過(guò)濾器,不管有沒(méi)有被激活,均統(tǒng)一進(jìn)行編號(hào)。
(3) 編號(hào)從0開(kāi)始,按過(guò)濾器組的編號(hào)從小到大,按順序排列。
(4) 在同一過(guò)濾器組內(nèi),按寄存器從小到大編號(hào)。FxR1配置的過(guò)濾器編號(hào)小,F(xiàn)xR2配置
的過(guò)濾器編號(hào)大。
(5) 同一個(gè)寄存器內(nèi),按位序從小到大編號(hào)。[15-0]位配置的過(guò)濾器編號(hào)小,[31-16]位
配置的過(guò)濾器編號(hào)大。
(6) 過(guò)濾器編號(hào)是彈性的。 當(dāng)更改了設(shè)置時(shí),每個(gè)過(guò)濾器的編號(hào)都會(huì)改變。
但是在設(shè)置不變的情況下,各個(gè)過(guò)濾器的編號(hào)是相對(duì)穩(wěn)定的。
這樣,每個(gè)過(guò)濾器在自己在 FIFO 中都有編號(hào)。
在 FIFO_0中,編號(hào)從0 – (M-1), 其中 M 為它的過(guò)濾器總數(shù)。
在 FIFO_1中,編號(hào)從0 – (N-1),,其中 N 為它的過(guò)濾器總數(shù)。
一個(gè) FIFO 如果有很多的過(guò)濾器,,可能會(huì)有一條報(bào)文, 在幾個(gè)過(guò)濾器上均能通過(guò),這時(shí)
候,,這條報(bào)文算是從哪兒過(guò)來(lái)的呢?
STM32在使用過(guò)濾器時(shí),按以下順序進(jìn)行過(guò)濾:
(1) 位寬為32位的過(guò)濾器,優(yōu)先級(jí)高于位寬為16位的過(guò)濾器。
(2) 對(duì)于位寬相同的過(guò)濾器,標(biāo)識(shí)符列表模式的優(yōu)先級(jí)高于屏蔽位模式。
(3) 位寬和模式都相同的過(guò)濾器,優(yōu)先級(jí)由過(guò)濾器號(hào)決定,過(guò)濾器號(hào)小的優(yōu)先級(jí)高。
按這樣的順序,報(bào)文能通過(guò)的個(gè)過(guò)濾器,就是該報(bào)文的過(guò)濾器編號(hào),被存入接收郵箱
中。
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