CN102053601B

CN102053601B - Can控制器中实现多消息机制的方法

Info

Publication number: CN102053601B
Application number: CN201010541386A
Authority: CN
Inventors: 胡越黎; 郭金燕; 朱卫; 徐晓勇; 徐磊; 王昆
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: CN102053601A

Abstract

本发明涉及一种CAN控制器中实现多消息机制的方法。本方法在CAN芯片中加入多类ID帧的消息机制，即一个总线ID对应其自己的验收滤波器和接受缓冲器，并协调各消息机制正常工作。本发明可应用于CAN控制器功能扩展。此方法使得一个控制器能同时滤出更多类ID帧，一方面，增加了设计的灵活性，减少硬件成本，另一方面，多接收缓冲器也使得控制器能够处理更多的信号的同时，使用也更加便利。使CAN控制器更好地满足汽车电子和汽车工业的发展要求。

Description

CAN控制器中实现多消息机制的方法

技术领域

本发明涉及一种CAN控制器中实现多消息机制的方法，可应用于CAN控制器功能扩展，使CAN控制器更好的满足汽车电子和汽车工业的发展要求。

背景技术

一个的普通CAN控制器一般只能同时滤出一到两个ID帧，然而实际应用中往往希望一个控制器能同时滤出更多ID帧并分类处理，来增加设计的灵活性，减少硬件成本。另一方面，多接收缓冲器也使得控制器能够处理更多的信号的同时，使用也更加便利。因此，CAN控制器中实现多消息机制的方法的提出，可使得在用户使用更加便捷的同时，进一步强大了CAN控制器的功能。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种CAN控制器中实现多消息机制的方法。通过在CAN芯片中加入多类ID帧的消息机制，即一个总线ID消息对应它自己的验收滤波器和接收缓冲器，并协调各消息机制正常工作。而且整个过程使用户使用更加便捷的同时，进一步强大了CAN控制器的功能。

为达到上述目的，本发明的构思如下：通过增加一组验收代码和验收屏蔽寄存器，为CAN控制器设置多个验收滤波器，通过专门寄存器控制滤波方式及滤波失败原因记录。设置多个接收缓冲器，通过由滤波成功来触发相应接收缓冲器写入时能，来实现不同种类ID帧能够存储进不同的接收缓冲器。然后利用专门寄存器对各接收缓冲器进行读转换控制。

根据上述构思，本发明采用下述技术方案：

一种CAN控制器中多消息机制的实现方法，其特征在于：在CAN芯片中加入多类ID帧的消息机制，即一个总线ID消息对应它自己的验收滤波器和接收缓冲器，并协调各消息机制正常工作；其具体步骤为：

a．设置多个验收滤波器，以实现可对多类ID帧进行验收滤波；

b．记录验收滤波过程，以实现验收失败原因通过寄存器可读；

c．设置多个接收缓冲器，来实现不同种类ID帧能够存储进不同的接收缓冲器；

d．设置专门寄存器对各接收缓冲器进行读转换控制；

e．采用先进先出方式对各接收缓冲器进行读写控制。

上述步骤a中设置多个验收滤波器的方法为：

设置8个8位验收代码寄存器和8个8位验收屏蔽寄存器构成多个验收滤波器，它们成对使用来对滤波ID进行设置。8对寄存器可以对64位ID进行滤波，因此可实现4个8位、4个16位及2个32位滤波3种不同位验收滤波模式，即最多存在4个滤波器，可以按照对应的滤波代码寄存器依次取名为验收滤波器0，验收滤波器1，验收滤波器2，验收滤波器3。每个验收滤波器的滤波方式又可分为单次滤波和双次滤波两种。单次滤波只需要对接收的帧进行一次滤波，若滤波成功则进行接收；双次滤波则可以对接收帧进行双次滤波，只有两次滤波均成功，则进行接收。验收滤波器有基本模式单次滤波、基本模式双次滤波、扩展模式标准帧单次滤波、扩展模式标准帧双次滤波、扩展模式扩展帧单次滤波和扩展模式扩展帧双次滤波六种滤波工作模式。工作模式的选择是由CAN控制器工作模式决定的。在此可把与多个验收滤波器相关的一些信号和寄存器的定义如下：

a. acceptance_filter_mode：寄存器模块与验收滤波器子模块进行通信的外部信号，指示验收滤波方式。acceptance_filter_mode为1时，指示为单次滤波，反之为双次滤波；

b. filter_select[1：0]：寄存器模块与验收滤波器子模块进行通信的外部信号，指示验收滤波位数；

filter_select[1：0]	滤波模式
		00	2个32位滤波器
01	4个16位滤波器
		10	4个8位滤波器
11	无

c. ID [28:0]：CAN控制器接收到的帧ID；

d. acceptance_code_0~7 [7:0]/acc_code_0~7[7:0]：均是寄存器模块与验收滤波器子模块进行通信的外部引脚，验收代码可在此进行设置；

e. acceptance_mask_0~7[7:0]/acc_mask_0~7[7:0]：均是寄存器模块与验收滤波器子模块进行通信的外部引脚，验收屏蔽码可在此进行设置；

f. id_ok0~ id_ok3：均是验收滤波模块与接收子模块进行通信的外部信号，它们指示验收滤波器滤波成功后，接收帧应存储的接收缓冲器号（接收缓冲器0，接收缓冲器1，接收缓冲器2，接收缓冲器3），例如，id_ok0为高时，显示帧滤波成功，然后可将帧数据存入到接收缓冲器0，以此类推；

上述的记录验收滤波过程的方法为：根据位验收滤波方式的不同，定义hit为一个4位的寄存器，被用来存储滤波过程中失败原因。

帧和每个验收滤波器比较结果都将存储到hit中。hit可以在3种不同位验收滤波方式下，存储验收失败的验收滤波器，hit[3:0]的4位分别对应验收滤波器0~3，以此来查询失败原因。

上述的设置多个接收缓冲器的方法为：定义了4个同步的接收缓冲器来满足用户需求。在缓冲器间对数据进行存储时不需要通过选择信号转换缓冲器，而是通过验收滤波成功事件驱动对应的接收缓冲器存储使能，使得验收滤波器0~3与接收缓冲器0~3挂钩。各个接收缓冲器之间相互独立，互不影响。

与多个接收缓冲器相关的一些信号和寄存器的定义如下：

a. overrun0~ overrun3：分别是接收缓冲器0~3的溢出寄存器，例如，接收缓冲器0满时overrun0置高指示接收缓冲器溢出；

b. release_buffer：置高时释放一帧接收缓冲器中的数据。

上述的设置专门寄存器对各接收缓冲器进行读转换控制的方法为：定义一个2位的寄存器的read_fifo_select[1：0]，来对4个接收缓冲器进行读选择，默认情况下是对接收缓冲器0进行读。

read_fifo_select[1:0]	功能
		00	选择接收缓冲器0
01	选择接收缓冲器1
		10	选择接收缓冲器2
11	选择接收缓冲器3

本发明与现有技术相比较，具有以下的突出实质性特点和显著优点：通过在CAN芯片中加入多类ID帧的消息机制，可以满足用户一个控制器能同时滤出更多ID帧，来增加设计的灵活性，减少硬件成本，使CAN控制器更好的满足汽车电子和汽车工业的发展要求。本发明已在SJ1000CAN控制器上实现了多类ID帧的消息机制。

附图说明：

图1 是本发明的工作程序框图。

图2 是验收滤波器的结构框图。

图3是hit寄存器对应关系。

图4是各接收缓冲器之间工作框图。

图5是滤波方式中使用滤波寄存器和接收缓冲器的情况。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

实施例一：参见图1，本CAN控制器中实现多消息机制的方法是：在CAN芯片中加入多类ID帧消息机制，即一个总线ID对应其自己的验收滤波器和接受缓冲器，并协调各消息机制正常工作。

实施例二：本CAN控制器中实现多消息机制的方法，采用下述的工作流程来实现对CAN控制器多消息的不同滤波及存储：

1) 由调试者设置CAN控制器工作模式。在本实例中，设定采用扩展功能，以对系统进行全面调试。

2) 由调试者设置滤波寄存器来满足调试要求。在本实例中设定4个16位滤波模式，调试者可以视要求设置验收代码寄存器及验收屏蔽寄存器。

3) 由调试者设置滤波方式为双滤波。这样可以将4个16位滤波器分为两组，各进行两次滤波，如第一次滤波可以只校验帧的某几位ID，第二次校验检测帧的另几位ID，两次校验互不干扰，即使第一次校验不成功，第二次校验仍可正常进行。

4) 在验收滤波过程中，若某次滤波不成功，则可通过专门寄存器读取是哪次即哪几位ID校验不成功。

5) ID校验成功即滤波成功后，可以立即将帧接收写使能，即可以将帧写入相应的接收缓冲器。

6) 4个接收缓冲器的读选择可以通过专门寄存器位read_fifo_select来控制，每次读转换之前可以通过写这个寄存器位来进行读转换。

本实施例在对帧进行验收滤波时，采用图2所示的工作方式，来使得一个CAN控制器能同时对多类ID帧进行校验及控制：

1）设置8个8位验收代码寄存器和8个8位验收屏蔽寄存器构成多个验收滤波器，它们成对使用来对滤波ID进行设置。8对寄存器可以对64位ID进行滤波，因此可实现4个8位、4个16位及2个32位滤波3种不同位验收滤波模式，即最多存在4个滤波器，可以按照对应的滤波代码寄存器依次取名为验收滤波器0，验收滤波器1，验收滤波器2，验收滤波器3。每个验收滤波器的滤波方式可又单次滤波和双次滤波两种。单次滤波只需要对接收的帧进行一次滤波，若滤波成功则进行接收；双次滤波则可以对接收帧进行双次滤波，只有两次滤波均成功，则进行接收。验收滤波器有基本模式单次滤波、基本模式双次滤波、扩展模式标准帧单次滤波、扩展模式标准帧双次滤波、扩展模式扩展帧单次滤波和扩展模式扩展帧双次滤波六种滤波工作模式。工作模式的选择是是由CAN控制器工作模式决定的。在本实例中设定为扩展模式标准帧双次滤波方式，4个16位滤波的滤波模式。与多个验收滤波器相关的一些信号和寄存器的定义如下：

a. acceptance_filter_mode：寄存器模块与验收滤波器子模块进行通信的外部信号，指示验收滤波方式。本例中acceptance_filter_mode设置为0，指示为双次滤波；

b. filter_select[1：0]：寄存器模块与验收滤波器子模块进行通信的外部信号，指示验收滤波位数。本例中filter_select[1：0]设置为01，指示为4个16位滤波模式；

c. ID [28:0]：CAN控制器接收到的帧ID；

2) 根据位验收滤波方式的不同，定义hit为一个4位的寄存器，由图3可以查看其与滤波器的对应关系。被用来存储滤波过程中失败原因。帧和每个验收滤波器比较结果都将存储到hit中。hit可以在3种不同位验收滤波方式下，存储验收失败的验收滤波器，hit[3:0]的4位分别对应验收滤波器0~3，以次来查询失败原因。

本实施例在信息帧存入多个接收缓冲器时，采用图4所示的工作方式，来使得一个CAN控制器能同时对多类ID帧进行分别存储：

1）定义了4个同步的接收缓冲器来满足用户需求。在缓冲器间对数据进行存储时不需要通过选择信号转换缓冲器，而是通过验收滤波成功事件驱动对应的接收缓冲器存储时能，使得验收滤波器0-3与接收缓冲器0-3挂钩。各个接收缓冲器之间相互独立，互不影响。

与多个接收缓冲器相关的一些信号和寄存器的定义如下：

b. release_buffer：置高时释放一帧接收缓冲器中的数据。

2) 定义一个2位的寄存器的read_fifo_select，来对4个接收缓冲器进行读选择，默认情况下是对接收缓冲器0进行读。

Claims

1.一种CAN控制器中实现多消息机制的方法，其特征在于：在CAN芯片中加入多类ID帧的消息机制，即一个总线ID消息对应它自己的验收滤波器和接收缓冲器，并协调各消息机制正常工作；其具体步骤为：

a.设置多个验收滤波器，以实现对多类ID帧进行验收滤波；

b.记录验收滤波过程，以实现验收失败原因通过寄存器可读；

c.设置多个接收缓冲器，来实现不同种类ID帧能够存储进不同的接收缓冲器；

d.设置专门寄存器对各接收缓冲器进行读转换控制；

e.采用先进先出方式对各接收缓冲器进行读写控制；

所述的步骤a中设置多个验收滤波器的方法为：设置8个8位验收代码寄存器和8个8位验收屏蔽寄存器构成多个验收滤波器，验收代码寄存器和验收屏蔽寄存器成对使用来对滤波ID进行设置；8对寄存器能够对64位ID进行滤波，因此能够实现4个8位、4个16位及2个32位滤波3种不同位验收滤波模式，即最多存在4个滤波器，按照对应的验收代码寄存器依次取名为验收滤波器0，验收滤波器1，验收滤波器2，验收滤波器3；每个验收滤波器的滤波方式又分为单次滤波和双次滤波两种；单次滤波只需要对接收的帧进行一次滤波，若滤波成功则进行接收；双次滤波则能够对接收帧进行双次滤波，只有两次滤波均成功，则进行接收；验收滤波器有基本模式单次滤波、基本模式双次滤波、扩展模式标准帧单次滤波、扩展模式标准帧双次滤波、扩展模式扩展帧单次滤波和扩展模式扩展帧双次滤波六种滤波工作模式；工作模式的选择是由CAN控制器工作模式决定的；在此把与多个验收滤波器相关的一些信号和寄存器的定义如下：

acceptance_filter_mode：寄存器模块与验收滤波器子模块进行通信的外部信号，指示验收滤波方式；acceptance_filter_mode为1时，指示为单次滤波，反之为双次滤波；

filter_select[1：0]：寄存器模块与验收滤波器子模块进行通信的外部信号，指示验收滤波位数；其具体的定义为filter_select[1：0]为00时，滤波模式为2个32位验收滤波器；filter_select[1：0]为00时，滤波模式为2个32位验收滤波器；filter_select[1：0]为01时，滤波模式为4个16位验收滤波器；filter_select[1：0]为10时，滤波模式为4个8位验收滤波器；filter_select[1：0]为11时，验收滤波模式无定义；

ID [28:0]：CAN控制器接收到的帧ID；

acceptance_code_0~7 [7:0]/acc_code_0~7[7:0]：均是寄存器模块与验收滤波器子模块进行通信的外部引脚，验收代码在此进行设置；

acceptance_mask_0~7[7:0]/acc_mask_0~7[7:0]：均是寄存器模块与验收滤波器子模块进行通信的外部引脚，验收屏蔽码在此进行设置；

id_ok0~ id_ok3：均是验收滤波器子模块与接收子模块进行通信的外部信号，它们指示验收滤波器滤波成功，具体的对应关系是id_ok0为高时，显示帧滤波成功，然后将帧数据存入到接收缓冲器0，id_ok0为低时，显示帧滤波失败，不接受帧数据；id_ok1为高时，帧数据存入到接收缓冲器1，为低时，不接受帧数据；id_ok2为高时，帧数据存入到接收缓冲器2，为低时，不接受帧数据；id_ok3为高时，帧数据存入到接收缓冲器3，为低时，不接受帧数据。

2.根据权利要求1所述的CAN控制器中实现多消息机制的方法，其特征在于所述的步骤b中记录验收滤波过程的方法为：根据位验收滤波方式的不同，定义hit为一个4位的寄存器，被用来存储滤波过程中失败原因；帧和每个验收滤波器比较结果都将存储到hit中；hit能够在3种不同位验收滤波方式下，存储验收失败的验收滤波器，hit[3:0]的4位分别对应验收滤波器0~3，以此来查询失败原因。

3.根据权利要求1所述的CAN控制器中实现多消息机制的方法，其特征在于所述的步骤c中设置多个接收缓冲器的方法为：定义了4个同步的接收缓冲器来满足用户需求；在缓冲器间对数据进行存储时不需要通过选择信号转换缓冲器，而是通过验收滤波成功事件驱动对应的接收缓冲器存储使能，使得验收滤波器0~3与接收缓冲器0~3挂钩；各个接收缓冲器之间相互独立，互不影响；与多个接收缓冲器相关的一些信号和寄存器的定义如下：

overrun0~ overrun3：分别是接收缓冲器0~3的溢出寄存器，接收缓冲器0满时overrun0置高指示接收缓冲器溢出；

release_buffer：置高时释放一帧接收缓冲器中的数据。

4.根据权利要求1所述的CAN控制器中实现多消息机制的方法，其特征在于所述的步骤d中设置专门寄存器对各接收缓冲器进行读转换控制的方法为：定义一个2位的寄存器的read_fifo_select[1：0]，来对4个接收缓冲器进行读选择，具体的对应关系为当read_fifo_select[1:0]为00时选择接收缓冲器0；当read_fifo_select[1:0]为01时选择接收缓冲器1；当read_fifo_select[1:0]为10时选择接收缓冲器2；当read_fifo_select[1:0]为11时选择接收缓冲器3，默认情况下是对接收缓冲器0进行读。