SIM32F107VCT6平臺的bxCAN標識符過濾技術與應用

摘要：以STM32F107VCT6芯片的bxCAN控制器為例，介紹了與標識符過濾相關的寄存器構成，并詳細分析了標識符過濾參數的配置方法和過濾規則。最后，為方便移植和使用，給出了該控制器標識符過濾的C語言程序。
關鍵詞：bxCAN總線；標識符；過濾；STM32F107VCT6

引言
在CAN協議里，報文的標識符不代表節點的地址，而是與報文的內容相關。在通信過程中，發送方將數據附上特定的標識符以廣播的形式發送到總線上。由于CAN總線的局域網性質，總線上的其他節點會同時檢測到此報文，接收節點會根據標識符的值來決定軟件是否需要該報文。如果需要，就拷貝到SRAM里；如果不需要，則報文被丟棄，且無需軟件的干預。采用這種硬件過濾的方式可以大大節省CPU的開銷。
目前應用比較廣泛的STM32F10x系列嵌入式芯片內置有bxCAN控制器，該控制器是一種在標準CAN總線基礎上擴展的總線接口，支持CAN總線協議2．0A和2．0B。它的設計目標是以最小的CPU負荷來高效處理收到的大量報文。它也支持報文發送的優先級要求(優先級特性可軟件配置)。為了滿足CAN總線協議中的標識符硬件過濾需求，bxCAN控制器提供了位寬可變的、可配置的過濾器組，用來完成只接收軟件需要的報文功能。
本文主要以STM32F107VCT6平臺下的bxCAN控制器為研究對象，系統分析了該控制器的標識符過濾使用方法，并給出了C語言程序，從而方便移植和使用。

1 標識符過濾相關寄存器簡介
bxCAN控制器要實現標識符的硬件過濾，需要由一組相應的寄存器進行控制。這些寄存器主要包括CAN過濾器位寬寄存器、CAN過濾器主控寄存器、CAN過濾器組寄存器等。上述寄存器可以分別控制過濾器的位寬、過濾模式以及過濾ID。下面對這些寄存器進行介紹。
(1)CAN過濾器位寬寄存器
bxCAN控制器過濾器位寬可變指的是每個過濾器組的位寬都可以獨立配置，以滿足應用程序的不同需求。根據位寬的不同，每個過濾器組可提供1個32位過濾器或2個16位過濾器。用來配置過濾器組位寬的寄存器是CAN_FS1R的FSCx位。
(2)CAN過濾器主控寄存器
bxCAN控制器的過濾器有兩種配置模式，分別是屏蔽位模式和標識符列表模式。在屏蔽位模式下，標識符寄存器和屏蔽寄存器一起指定報文標識符的任何一位，按照“必須匹配”或“不用關心”處理。在標識符列表模式下，屏蔽寄存器也被當作標識符寄存器用。因此，不是采用一個標識符加一個屏蔽位的方式，而是使用2個標識符寄存器。接收報文標識符的每一位都必須與過濾器標識符相同。通過CAN_FMR的FBMx位，可以配置對應的屏蔽／標識符寄存器的標識符列表模式或屏蔽位模式。
(3)過濾器組寄存器
STM32F107VCT6平臺下的bxCAN控制器提供了28個位寬可變的、可配置的過濾器組。每個過濾器組X由2個32位寄存器——CAN_FxR1和CAN_FxR2組成。CAN_FxR1和CAN_FxR2在CAN過濾器位寬寄存器、CAN過濾器主控寄存器控制下可以被配置成不同位寬、不同過濾模式的標識符過濾器組。