關(guān)于STM32的CAN的過(guò)濾器

STM32普通型芯片的CAN有14組過(guò)濾器組,互聯(lián)型有28組過(guò)濾器組.
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)濾器相當于關(guān)卡,每當收到一條報文時(shí),CAN要先將收到的報文
從這些過(guò)濾器上"過(guò)"一下,能通過(guò)的報文是有效報文,收進(jìn)FIFO中,
不能通過(guò)的是無(wú)效報文(不是發(fā)給"我"的報文),直接丟棄.
所有的過(guò)濾器是并聯(lián)的,即,一個(gè)報文只要通過(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: 標識符列表模式,標識符屏蔽位模式.
在標識符列表模式下,收到報文的標識符必須與過(guò)濾器的值完全相等,才能通過(guò).
在標識符屏蔽位模式下,可以指定標識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識符能夠通過(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.
由工作模式和寬度,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過(guò)濾用的"標準值",分別是FxR1,FxR2.
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,FxR1用于指定這些位的標準值.
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的標準值,收到報文的標識符只有跟FxR1完全相同時(shí),才算通過(guò).
FxR2指定過(guò)濾器1的標準值.
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]位指定這些位的標準值.
FxR2配置過(guò)濾器1,其中,[31-16]位指定要關(guān)心的位,[15-0]位指定這些位的標準值.
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,FxR1的[31-16]位配置過(guò)濾器1.
FxR2的[15-0]位配置過(guò)濾器2,FxR2的[31-16]位配置過(guò)濾器3.

STM32的CAN有兩個(gè)FIFO,分別是FIFO0,FIFO1.為了便于區分,下面FIFO0寫(xiě)作FIFO_0,FIFO1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.復位默認都關(guān)聯(lián)到FIFO_0.
所謂"關(guān)聯(lián)",是指假如收到的報文從某個(gè)過(guò)濾器通過(guò)了,那么該報文會(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.




每當收到一個(gè)報文,CAN就將這個(gè)報文先與FIFO_0關(guān)聯(lián)的過(guò)濾器比較,如果被匹配,就將此報文放入FIFO_0中.
如果不匹配,再將報文與FIFO_1關(guān)聯(lián)的過(guò)濾器比較,如果被匹配,些報文就放入FIFO_1中.
如果還是不匹配,此報文就被丟棄.

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,該報文就有效.
如果一個(gè)報文既符合FIFO_0的規定,又符合FIFO_1的規定,顯然,根據操作順序,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(huà)說(shuō),如果一個(gè)FIFO有20個(gè)過(guò)濾器,但是只激話(huà)了5個(gè),
那么比較報文時(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,它才有可能收到報文.如果一個(gè)過(guò)濾器都沒(méi)有激活,
那么是所有報文都報廢的.
一般的,如果不想用復雜的過(guò)濾功能,FIFO可以只激活一組過(guò)濾器組,且將它設置成32位的屏蔽位模式,
兩個(gè)標準值寄存器(FxR1,FxR2)都設置成0.這樣所有報文均能通過(guò).


STM32 CAN中,另一個(gè)較難理解的就是過(guò)濾器編號.
過(guò)濾器編號用于加速CPU對收到報文的處理.
收到一個(gè)有效報文時(shí), CAN會(huì )將收到的報文, 以及它所通過(guò)的過(guò)濾器編號, 一起存入接收郵箱中,
CPU在處理時(shí),可以根據過(guò)濾器編號,快速的知道該報文的用途,從而作出處理.
不用過(guò)濾器編號其實(shí)也是可以的, 這時(shí)候CPU就要分析所收報文的標識符, 從而知道報文的用途.
由于標識符所含的信息較多,處理起來(lái)就慢一點(diǎn)了.

STM32使用以下規則對過(guò)濾器編號:
(1) FIFO_0和FIFO_1的過(guò)濾器分別獨囗立編號,均從0開(kāi)始按順序編號.
(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,均統一進(jìn)行編號.
(3) 編號從0開(kāi)始,按過(guò)濾器組的編號從小到大,按順序排列.
(4) 在同一過(guò)濾器組內,按寄存器從小到大編號.FxR1配置的過(guò)濾器編號小,FxR2配置的過(guò)濾器編號大.
(5) 同一個(gè)寄存器內,按位序從小到大編號. [15-0]位配置的過(guò)濾器編號小,[31-16]位配置的過(guò)濾器編號大.
(6) 過(guò)濾器編號是囗彈性的. 當更改了設置時(shí),每個(gè)過(guò)濾器的編號都會(huì )改變.
但是在設置不變的情況下,各個(gè)過(guò)濾器的編號是相對穩定的.

這樣,每個(gè)過(guò)濾器在自己在FIFO中都有編號.
在FIFO_0中,編號從0 -- (M-1), 其中M為它的過(guò)濾器總數.
在FIFO_1中,編號從0 -- (N-1), 其中N為它的過(guò)濾器總數.

一個(gè)FIFO如果有很多的過(guò)濾器, 可能會(huì )有一條報文, 在幾個(gè)過(guò)濾器上均能通過(guò),
這時(shí)候, 這條報文算是從哪兒過(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)先級高于位寬為16位的過(guò)濾器
(2) 對于位寬相同的過(guò)濾器，標識符列表模式的優(yōu)先級高于屏蔽位模式
(3) 位寬和模式都相同的過(guò)濾器，優(yōu)先級由過(guò)濾器號決定，過(guò)濾器號小的優(yōu)先級高

按這樣的順序,報文能通過(guò)的第一個(gè)過(guò)濾器,就是該報文的過(guò)濾器編號,被存入接收郵箱中.