STM32 CAN過(guò)濾器的學(xué)習心得

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），用以對接收到的幀進(jìn)行過(guò)濾。每組過(guò)濾器包括了2個(gè)可配置的32位寄存器：CAN_FxR0和CAN_FxR1。對于過(guò)濾器組，可以將其配置成屏蔽位模式，這樣CAN_FxR0中保存的就是標識符匹配值，CAN_FxR1中保存的是屏蔽碼，即CAN_FxR1中如果某一位為1，則CAN_FxR0中相應的位必須與收到的幀的標志符中的相應位吻合才能通過(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識符列表模式，此時(shí)CAN_FxR0和CAN_FxR1中的都是要匹配的標識符，收到的幀的標識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，應該將需要得到的幀的和過(guò)濾器的設置值左對齊。

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，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：標識符列表模式和標識符屏蔽位模式。
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。

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和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，該報文就放入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提供的例程里就是這么做的?。?/p>

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，從而作出相應處理。
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。