STM32學習筆記：CAN總線的過濾器

STM32 CAN控制器，提供了28個可配置的篩選器組（F1僅互聯(lián)型才有28個，其他的只有14個），
STM32 CAN控制器每個篩選器組由2個32位寄存器組成（CAN_FxR1和CAN_FxR2，x=0~27）。根據(jù)位寬不同，每個篩選器組可提供：
● 1個32位篩選器，包括：STDID[10:0]、EXTID[17:0]、IDE和RTR位
● 2個16位篩選器，包括：STDID[10:0]、IDE、RTR和EXTID[17:15]位
對于過濾器組， 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過濾器； 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行匹配。 過濾器組還可以被配置成標識符列
表模式，此時 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
須與其中的一個吻合才能通過過濾。

注意：CAN_FilterIdHigh 是指高16位 CAN_FilterIdLow 是低16位應該將需要得到的幀
的和過濾器的設置值左對齊起。
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，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。
按工作模式和寬度，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，F(xiàn)xR2。
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，F(xiàn)xR1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，F(xiàn)xR1的[31-16]位配置過濾器1。
FxR2的[15-0]位配置過濾器2，F(xiàn)xR2的[31-16]位配置過濾器3。
STM32的 CAN 有兩個 FIFO，分別是 FIFO0和 FIFO1。為了便于區(qū)分，下面 FIFO0寫作
FIFO_0，F(xiàn)IFO1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， 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 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，F(xiàn)xR2)都設置成0。這樣所有報文均能通過。
（STM32提供的例程里就是這么做的！ ）
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，從而作出相
應處理。
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，按寄存器從小到大編號。FxR1配置的過濾器編號小，F(xiàn)xR2配置
的過濾器編號大。
(5) 同一個寄存器內，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。