SIM32F107VCT6平台的bxCAN标识符过滤技术与应用

摘要：以STM32F107VCT6芯片的bxCAN控制器为例，介绍了与标识符过滤相关的寄存器构成，并详细分析了标识符过滤参数的配置方法和过滤规则。最后，为方便移植和使用，给出了该控制器标识符过滤的C语言程序。
关键词：bxCAN总线；标识符；过滤；STM32F107VCT6

引言
在CAN协议里，报文的标识符不代表节点的地址，而是与报文的内容相关。在通信过程中，发送方将数据附上特定的标识符以广播的形式发送到总线上。由于CAN总线的局域网性质，总线上的其他节点会同时检测到此报文，接收节点会根据标识符的值来决定软件是否需要该报文。如果需要，就拷贝到SRAM里；如果不需要，则报文被丢弃，且无需软件的干预。采用这种硬件过滤的方式可以大大节省CPU的开销。
目前应用比较广泛的STM32F10x系列嵌入式芯片内置有bxCAN控制器，该控制器是一种在标准CAN总线基础上扩展的总线接口，支持CAN总线协议2．0A和2．0B。它的设计目标是以最小的CPU负荷来高效处理收到的大量报文。它也支持报文发送的优先级要求(优先级特性可软件配置)。为了满足CAN总线协议中的标识符硬件过滤需求，bxCAN控制器提供了位宽可变的、可配置的过滤器组，用来完成只接收软件需要的报文功能。
本文主要以STM32F107VCT6平台下的bxCAN控制器为研究对象，系统分析了该控制器的标识符过滤使用方法，并给出了C语言程序，从而方便移植和使用。

1 标识符过滤相关寄存器简介
bxCAN控制器要实现标识符的硬件过滤，需要由一组相应的寄存器进行控制。这些寄存器主要包括CAN过滤器位宽寄存器、CAN过滤器主控寄存器、CAN过滤器组寄存器等。上述寄存器可以分别控制过滤器的位宽、过滤模式以及过滤ID。下面对这些寄存器进行介绍。
(1)CAN过滤器位宽寄存器
bxCAN控制器过滤器位宽可变指的是每个过滤器组的位宽都可以独立配置，以满足应用程序的不同需求。根据位宽的不同，每个过滤器组可提供1个32位过滤器或2个16位过滤器。用来配置过滤器组位宽的寄存器是CAN_FS1R的FSCx位。
(2)CAN过滤器主控寄存器
bxCAN控制器的过滤器有两种配置模式，分别是屏蔽位模式和标识符列表模式。在屏蔽位模式下，标识符寄存器和屏蔽寄存器一起指定报文标识符的任何一位，按照“必须匹配”或“不用关心”处理。在标识符列表模式下，屏蔽寄存器也被当作标识符寄存器用。因此，不是采用一个标识符加一个屏蔽位的方式，而是使用2个标识符寄存器。接收报文标识符的每一位都必须与过滤器标识符相同。通过CAN_FMR的FBMx位，可以配置对应的屏蔽／标识符寄存器的标识符列表模式或屏蔽位模式。
(3)过滤器组寄存器
STM32F107VCT6平台下的bxCAN控制器提供了28个位宽可变的、可配置的过滤器组。每个过滤器组X由2个32位寄存器——CAN_FxR1和CAN_FxR2组成。CAN_FxR1和CAN_FxR2在CAN过滤器位宽寄存器、CAN过滤器主控寄存器控制下可以被配置成不同位宽、不同过滤模式的标识符过滤器组。