關于STM32的CAN的過濾器

STM32普通型芯片的CAN有14組過濾器組,互聯(lián)型有28組過濾器組.
一般我們用的都是普通型的,所以在本文中可以說STM32有14組過濾器組.

根據(jù)配置,每1組過濾器組可以有1個,2個或4個過濾器.
這些過濾器相當于關卡,每當收到一條報文時,CAN要先將收到的報文
從這些過濾器上"過"一下,能通過的報文是有效報文,收進FIFO中,
不能通過的是無效報文(不是發(fā)給"我"的報文),直接丟棄.
所有的過濾器是并聯(lián)的,即,一個報文只要通過了一個過濾器,就是算是有效的.

每組過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濾器的值完全相等,才能通過.
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,就算通過.這其實就是限定了處于某一范圍的標識符能夠通過.
在一組過濾器中,整組的過濾器都使用同一種工作模式.

另外,每組過濾器中的過濾器寬度是可變的,可以是32位或16位.
由工作模式和寬度,一個過濾器組可以變成以下幾中形式之一:
(1) 1個32位的屏蔽位模式的過濾器.
(2) 2個32位的列表模式的過濾器.
(3) 2個16位的屏蔽位模式的過濾器.
(4) 4個16位的列表模式的過濾器.
所有的過濾器是并聯(lián)的,即,一個報文只要通過了一個過濾器,就是算是有效的.


每組過濾器組有兩個32位的寄存器用于存儲過濾用的"標準值",分別是FxR1,FxR2.
在32位的屏蔽位模式下:
有1個過濾器,
FxR2用于指定需要關心哪些位,FxR1用于指定這些位的標準值.
在32位的列表模式下:
有兩個過濾器.
FxR1指定過濾器0的標準值,收到報文的標識符只有跟FxR1完全相同時,才算通過.
FxR2指定過濾器1的標準值.
在16位的屏蔽位模式下:
有2個過濾器.
FxR1配置過濾器0,其中,[31-16]位指定要關心的位,[15-0]位指定這些位的標準值.
FxR2配置過濾器1,其中,[31-16]位指定要關心的位,[15-0]位指定這些位的標準值.
在16位的列表模式下:
有4個過濾器.
FxR1的[15-0]位配置過濾器0,FxR1的[31-16]位配置過濾器1.
FxR2的[15-0]位配置過濾器2,FxR2的[31-16]位配置過濾器3.

STM32的CAN有兩個FIFO,分別是FIFO0,FIFO1.為了便于區(qū)分,下面FIFO0寫作FIFO_0,FIFO1寫作FIFO_1.
每組過濾器組必須關聯(lián)且只能關聯(lián)一個FIFO.復位默認都關聯(lián)到FIFO_0.
所謂"關聯(lián)",是指假如收到的報文從某個過濾器通過了,那么該報文會被存到該過濾器相連的FIFO.
從另一方面來說,每個FIFO都關聯(lián)了一串的過濾器組,兩個FIFO剛好瓜分了所有的過濾器組.




每當收到一個報文,CAN就將這個報文先與FIFO_0關聯(lián)的過濾器比較,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關聯(lián)的過濾器比較,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FIFO的所有過濾器都是并聯(lián)的,只要通過了其中任何一個過濾器,該報文就有效.
如果一個報文既符合FIFO_0的規(guī)定,又符合FIFO_1的規(guī)定,顯然,根據(jù)操作順序,它只會放到FIFO_0中.

每個FIFO中只有激活了的過濾器才起作用,換句話說,如果一個FIFO有20個過濾器,但是只激話了5個,
那么比較報文時,只拿這5個過濾器作比較.
一般要用到某個過濾器時,在初始化階段就直接將它激活.
需要注意的是,每個FIFO必須至少激活一個過濾器,它才有可能收到報文.如果一個過濾器都沒有激活,
那么是所有報文都報廢的.
一般的,如果不想用復雜的過濾功能,FIFO可以只激活一組過濾器組,且將它設置成32位的屏蔽位模式,
兩個標準值寄存器(FxR1,FxR2)都設置成0.這樣所有報文均能通過.


STM32 CAN中,另一個較難理解的就是過濾器編號.
過濾器編號用于加速CPU對收到報文的處理.
收到一個有效報文時, CAN會將收到的報文, 以及它所通過的過濾器編號, 一起存入接收郵箱中,
CPU在處理時,可以根據(jù)過濾器編號,快速的知道該報文的用途,從而作出處理.
不用過濾器編號其實也是可以的, 這時候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,處理起來就慢一點了.

STM32使用以下規(guī)則對過濾器編號:
(1) FIFO_0和FIFO_1的過濾器分別獨囗立編號,均從0開始按順序編號.
(2) 所有關聯(lián)同一個FIFO的過濾器,不管有沒有被激活,均統(tǒng)一進行編號.
(3) 編號從0開始,按過濾器組的編號從小到大,按順序排列.
(4) 在同一過濾器組內(nèi),按寄存器從小到大編號.FxR1配置的過濾器編號小,FxR2配置的過濾器編號大.
(5) 同一個寄存器內(nèi),按位序從小到大編號. [15-0]位配置的過濾器編號小,[31-16]位配置的過濾器編號大.
(6) 過濾器編號是囗彈性的. 當更改了設置時,每個過濾器的編號都會改變.
但是在設置不變的情況下,各個過濾器的編號是相對穩(wěn)定的.

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

一個FIFO如果有很多的過濾器, 可能會有一條報文, 在幾個過濾器上均能通過,
這時候, 這條報文算是從哪兒過來的呢?
STM32在使用過濾器時,按以下順序進行過濾
(1) 位寬為32位的過濾器，優(yōu)先級高于位寬為16位的過濾器
(2) 對于位寬相同的過濾器，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濾器，優(yōu)先級由過濾器號決定，過濾器號小的優(yōu)先級高

按這樣的順序,報文能通過的第一個過濾器,就是該報文的過濾器編號,被存入接收郵箱中.