EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
凭借实时性、抗干扰性和安全性等优点，CAN2.0在工业及汽车行业得到了广泛应用，但其最高速率仅为1Mbit/s，每帧最多只能传输8字节的有效数据，报文中只有约50%的带宽用于有效数据传输。然而随着产业的发展，各种传感器和控制器数量的增多，总线上的数据量也激增，这使得CAN2.0总线在传输速率和带宽方面的缺点暴露的更加明显，于是就诞生了CAN-FD。 0 _' D' U4 @. n P1 Z- a5 j
CAN-FD在传输速率和带宽方面有了明显的提升，波特率可高达8Mbit/s，每帧可多达64字节有效数据，传输效率可提高至约80%，能够进一步提高总线的实时性，拓宽总线的数据带宽，提升总线的传输效率。
! a$ s4 J- |, X/ Y在飞凌嵌入式OKMX8MP-C开发板上有两路CAN-FD，小编今天就基于这款开发板以处理器的M核与A核各控制一路CAN-FD互相通信为例，从应用角度讲述M核和A核如何控制CAN-FD高速通信。 ![]() 4 S8 V4 d. v; A: I- N# q4 f
+ r$ P( W% t5 H" g: \+ I
7 d$ \/ K- o7 |* S* \' k飞凌嵌入式OKMX8MP-C开发板所搭载的NXP i.MX8M Plus处理器具备强悍的性能，集成4个主频最高可达1.8GHz (工业级主频为1.6GHz)的ARM Cortex-A53多任务核和1个Cortex-M7实时核，不管是对数据的高速吞吐、处理，还是复杂的人机交互界面处理，都能从容应对。
( d% ^/ r: S% w/ K; [& v01 M核CAN-FD 1. CAN-FD初始化 CAN-FD初始化主要包括总线时钟，管脚和相应寄存器的初始化。具体如下：
& o3 F8 D1 V) F8 G! V0 _（1）CAN总线时钟： 现将CAN总线倍频到800MHz，再10分频到80MHz。 CLOCK_SetRootMux(kCLOCK_RootFlexCan1, kCLOCK_FlexCanRootmuxSysPll1); // 设置CAN1总线时钟为800MHz CLOCK_SetRootDivider(kCLOCK_RootFlexCan1, 2U, 5U); // 分频因子为2*5=10,设置CAN1总线时钟为80MHz
7 r" f6 K) @, _( g1 h' C8 H1 `（2）管脚配置： 选择CAN1的发送管脚为32脚，接收管脚为34脚。 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SAI2_TXC_CAN1_RX, 0U); // CAN1 RX IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SAI2_RXC_CAN1_TX, 0U); // CAN1 TX
! }* g+ B6 f0 Z |（3）CAN波特率： CAN-FD支持可变速率，即控制区和数据区的波特率可以不一致，控制区最大为1Mbit/s；数据区最大为8Mbit/s。后续程序根据总线时钟和设置的波特率，分配时段设置的seg1，seg2等数值。 pConfig->bitRate = 1000000U; // CAN-FD控制区波特率为1Mbit/s pConfig->bitRateFD = 8000000U; // CAN-FD数据区波特率为8Mbit/s
( V9 k) Y. b# p- F# z# d（4）CAN-FD使能： 除了使能CAN-FD，可变波特率也需要使能，否则数据区的最大速率和控制区的速率一样，最大为1Mbit/s。 base->MCR |= CAN_MCR_FDEN_MASK; // CAN-FD使能 fdctrl |= CAN_FDCTRL_FDRATE_MASK; // 可变波特率使能: g7 F | G/ u7 ]3 ?' Z" @3 Y% V
（5）关闭自回环： 如果开启了自回环，那么CAN1数据会在芯片内回环，不会到外部管脚，在程序调试时可以排除外部端子的干扰，但真实应用时，需要关闭自回环，从外部管脚收发数据。 pConfig->enableLoopBack = false; // 不回环，使用外部管脚
8 p# t" b6 N" Y$ A o5 I（6）帧格式： 本次我们使用11位标准数据帧，小伙伴也在后续试试扩展帧。需要设置自己的ID，便于总线上其他设备识别。 mbConfig.format = kFLEXCAN_FrameFormatStandard; // 11位标准帧,非扩展帧 mbConfig.type = kFLEXCAN_FrameTypeData; // 数据帧 非远程帧 mbConfig.id = FLEXCAN_ID_STD(rxIdentifier); // 帧ID 用于区别总线中不同的设备4 L8 Q9 _* r$ W. `$ D4 c* e- v
（7）接收过滤： 用户可设置接收过滤规则，这样就可以只接收特定帧ID的数据，减少应用处理的数据量。 rxIdentifier = 0;FLEXCAN_SetRxMbGlobalMask(EXAMPLE_CAN, FLEXCAN_RX_MB_STD_MASK(rxIdentifier, 0, 0));//接收所有ID数据
& ?* ?' |0 u7 I4 q$ g% ^0 C# Q% ?2. CAN-FD收发流程 本次测试M核做主站，CAN1先发送一帧包含64字节数据，A核CAN2收到，将64字节数据再次发送，M核CAN1接收。对比发送和接收的64字节数据是否一致。重复100次。 ; i) I y1 y5 X# ^* \! x
（1）CAN-FD发送数据： EXAMPLE_CAN表示为CAN1，flexcanHandle为CAN实例，包含了发送接收回调函数，txXfer为要发送的64字节数据。 FLEXCAN_TransfeRFDSendNonBlocking(EXAMPLE_CAN, &flexcanHandle, &txXfer); // CAN-FD发送数据 $ e: P: E+ R5 |+ o9 E2 ~
（2）CAN-FD接收数据： EXAMPLE_CAN表示为CAN1，flexcanHandle为CAN实例，包含了发送接收回调函数，rxXfer为接收的64字节数据。 FLEXCAN_TransferFDReceiveNonBlocking(EXAMPLE_CAN, &flexcanHandle, &rxXfer); // CAN-FD接收函数
( Q/ d3 s4 e4 n- T" o8 y) l, I- M6 h（3）接收和发送数据对比： for (j = 0U; j <= DLC; j++) // 对比收发数据，不一致打印 { if(txXfer.framefd->dataWord[j] != rxXfer.framefd->dataWord[j]) { LOG_INFO("Data mismatch !!! j=%d \r\n",j); } }! F# U- i) `& I7 N |( ^. ^* L, p% L
02 A核CAN-FD A核设备树中保留CAN2，内核解析设备树在 /dev下生成can0。设置波特率后使能can0节点，应用程序中open函数打开接口，write函数发送数据，read函数接收数据。我们把CAN接口的示例已经作为一个跨平台的综合演示程序，小伙伴们可以直接加参数调用即可。 / U4 p* s6 a& }# O4 [7 ?6 p
1. 分配节点 （1）M核独享CAN1，A核独享CAN2，修改设备树，在设备树OK8MP-C.dts中，删除CAN1设备节点，保留CAN2设备节点。编译新的设备树； & [9 s) E0 n+ W5 k- F- x+ N
（2）将生成的OK8MP-C.dtb和Image拷贝至开发板的 /run/media/mmcblk2p1/ 目录下，输入sync命令同步后重启开发板； 5 X4 n6 g6 I) B: p" }/ o
（3）通过A核串口输入命令uname -r ，显示内核版本，将 /lib/modbule目录下文件夹名称改为内核版本，这样才能自动加载模块生成can0节点，重启开发板。 ![]() / m5 Q" R5 F ?# s* x* r
; C, n6 k- F% y3 k$ P) d
1 s1 J. w. H' y" V# o![]() 7 Q2 m; W- D7 v' d# w
% ~$ h, e# {1 b3 P0 q6 o+ j
& D1 S' X. s) o7 C2. 演示Demo 进程名：can_demo8 f4 l* U5 g$ Y% ~6 O
使用方法：./can_demo设备名 [参数选项]… … ![]()
9 y R% G. c. n9 K
! H, f1 ~4 U+ j2 E: ], Z9 R6 W' g* W* x
本次测试接口为can0(对应开发板CAN2)，控制区波特率为1Mbit/s，数据区最大为8Mbit/s，11位标准帧，不过滤帧ID，不主动发数据，不回环。因此命令为：
! m% H% E- @! N( }. u; ~* O$ s- S1 [ h) j) d1 `% B Q
./can_demo can0-b 1000 -fd 8000。
/ N( d& j& Q8 q3 {/ M" G03 程序验证 1. 硬件连接 使用杜邦线将CAN1和CAN2的can-H短接，同时将can-L短接，注意不要接反。 ![]() . k9 s2 ~: I7 J# b$ I# S
/ c: u0 B0 A$ N: I+ G* c& Z) H
) G( B) W5 }; a& ?. U, k7 m
2. M核程序 修改uboot环境变量设置M核自启动，同时将M核程序forlinx_m7_tcm_firmware.bin； 放到/run/media/mmcblk2p1/目录下。详细操作可看上篇文章《【玩转多核异构】M核程序的启动、编写和仿真》。
+ |* Z5 B- ^3 {; q; a2 {3. A核程序 （1）使用串口Xmodem，网络FTP，SCP，U盘，TF卡等多种方式，将can_demo从电脑拷贝至核心板默认目录下，输入以下命令修改权限； - ; G8 N8 b/ d! T# C( C& C
5 ^0 ]% f( d4 m9 {7 I. K+ K
chmod 777 can_demo
) _* s, J! r' B- g+ \* C: q（2）输入以下命令，A核应用程序can_demo将设置波特率后打开can0节点，等待M核发送的数据，再将接收的数据通过CAN2发送给M核。 - $ _6 o3 S" Q; n1 y5 e8 D& }8 _: O
$ i$ t% c7 O! V' c! E
./can_demo can0 -b 1000 -fd 8000
; i1 Y! ^$ }9 P B3 i4. 实际测试 （1）OKMX8MP-C开发板重新上电后，M核程序启动，完成CAN1初始化后，在M核调试串口输出信息，等待按键；
2 L- f" H* i) ?（2）在A核调试串口输入以下命令，CAN2将处于接收的状态：
0 c- `/ |% h5 k0 h0 G5 N
( M1 l4 Y! {; l- p4 J0 t' b# I
./can_demo can0 -b 1000 -fd 8000
4 O' Y6 y/ j' ~( [( Z P（3）在M核串口按下键A或a，M核CAN1发送64字节数据，A核CAN2接收数据，并将接收的数据再次发送，M核CAN1接收后和发送数据对比，输出结果。循环100次；
5 L. m; Q$ O* M$ I- I X$ Z（4）通过测试可以看到，依托i.MX8M Plus强大的性能，双核都以8Mbit/s的高速率发送大量数据，均没有出现异常。 ![]() D) m# l, i5 I; e
; Q% f( q) ~$ W2 s5 s; S, _+ M1 P( U% M$ _& w
' k' \ `) P& U! [6 b+ @: D
| 
/1 
发表于 2023-2-17 15:34
收藏
淘帖
支持！
反对！