STM32 CAN過濾器的學(xué)習心得

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），用以對接收到的幀進行過濾。每組過濾器包括了2個可配置的32位寄存器：CAN_FxR0和CAN_FxR1。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(yīng)的位必須與收到的幀的標志符中的相應(yīng)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(yīng)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(yīng)該將需要得到的幀的和過濾器的設(shè)置值左對齊。

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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)聯(lián)且只能關(guān)聯(lián)一個FIFO。復(fù)位默認都關(guān)聯(lián)到FIFO_0。
所謂“關(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(fù)雜的過濾功能，F(xiàn)IFO可以只激活一組過濾器組，且將它設(shè)置成32位的屏蔽位模式，兩個標準值寄存器(FxR1，F(xiàn)xR2)都設(shè)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(yīng)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(guān)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，F(xiàn)xR2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) 過濾器編號是彈性的。 當更改了設(shè)置時，每個過濾器的編號都會改變。
但是在設(shè)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。