基于MCP2515的Linux CAN總線驅動程序設計

CAN(Controller Area Network)總線，即控制器局域網總線，是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。由于其高性能、高可靠性、及獨特的設計和適宜的價格而廣 泛應用于工業現場控制、智能樓宇、醫療器械、交通工具以及傳感器等領域，并已被公認為幾種最有前途的現場總線之一。CAN總線規范已經被國際標準化組織制 訂為國際標準ISO11898，并得到了眾多半導體器件廠商的支持。

本文使用華清遠見FS2416平臺。FS2416使用Socket網絡設備驅動和字符設備驅動兩種方式向Linux內核提供MCP2515的驅動，本文詳細介紹了使用Socket方式設計的基于MCP2515的Linux CAN總線驅動程序。

2.FS2416簡介

圖1 FS2416開發板

FS2416采用的是三星公司的ARM926EJ內核CPU S3C2416，無論從性能上，還是成本上, S3C2416都強于2440，是2440的最完美替代者。

作為32/16 bit RISC指令集、低成本、低功耗、高性能的微處理器。S3C2416使用了65nm的制作工藝從而降低成本、功耗及提高性能，其使用的ARM926EJ的 核心，集成了2D圖形加速，添加了低功耗模式，支持內部ROM/RAM引導，支持moviNand啟動和低功耗音頻編解碼。此外相對于其他ARM9芯片， 它的外設也得到了升級，有更多的資源。

圖2 FS2416板級資源介紹

3.MCP2515簡介

MCP2515是一種獨立的CAN總線通信控制器，是Microchip公司首批獨立CAN解決方案的 升級器件，其傳輸能力較Microchip公司原有CAN控制器（MCP2510）高兩倍，最高通信速率可達到1Mbps。MCP2515能夠接收和發送 標準數據幀和擴展數據幀以及遠程幀，通過兩個接收屏蔽寄存器和六個接收過濾寄存器濾除無關報文，從而減輕CPU負擔。

MCP2515主要功能參數及電氣特性如下：
（1）支持CAN技術規范2.0A/B, 最高傳輸速率達到1Mbps；
（2）支持標準數據幀、擴展數據幀和遠程幀，每幀數據域長度可為0~8個字節；
（3）內含兩個的接收緩沖器和三個發送緩沖器，并且可編程設定優先級；
（4）內含六個29位（bit）的接收過濾寄存器和兩個29位（bit）的接收屏蔽寄存器；
（5）高速SPI接口，支持SPI 0,0和1,1模式；
（6）一次性模式可確保報文被一次性傳輸；
（7）具有可編程時鐘脈沖輸出引腳，可作為其他芯片時鐘信號源；
（8） 幀起始（SOF）信號輸出功能可被用于在確定的系統中（如時間觸發CAN-TTCAN）執行時隙功能，或在CAN總線診斷中決定早期總線出級；
（9） 采用低功耗CMOS技術，工作電壓：2.7V~5.5V, 工作電流：5mA（待機狀態1μA）；
（10）工作溫度范圍：（I）-40℃到＋85℃，（E）-40℃到＋125℃。

4.硬件設計

MCP2515與S3C2416的硬件連接圖如圖3所示。如硬件原理圖可知MCP2515芯片連接在 S3C2416芯片的SPI0上，中斷接在GPF1上；MCP2515輸出連接SN65HVD230 CAN總線收發器，SN65HVD230是德州儀器公司生產的3.3V CAN收發器。為了節省功耗，縮小電路體積，MCP2515 CAN總線控制器的邏輯電平采用LVTTL，SN65HVD230就是與其配套的收發器。