CAN(Controller Area NetWork)總線，即控制器局域網(wǎng)總線，是由德國Bosch公司于1982年開發(fā)和推出的最早用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。在20多年的歷史中，CAN總線在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，是到目前為止唯一有國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線。
CAN現(xiàn)場總線按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出的"開放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)"參考模式，實現(xiàn)其中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。CAN控制器用來實現(xiàn)CAN總線協(xié)議。CAN控制器芯片分為兩類：一類是獨立的控制器芯片，如SJA1000；另一類是和微控制器做在一起，如Philips公司的LPC2000系列32位ARM微控制器。兩類控制器都提供了報文標(biāo)識過濾的驗收濾波器。但獨立CAN控制器的驗收濾波器只能對規(guī)律性較強的報文標(biāo)識符(Identifier，簡稱ID)進(jìn)行篩選過濾，或是對個數(shù)較少的ID進(jìn)行任意篩選，難以實現(xiàn)更加復(fù)雜的任意ID篩選。Philips公司的LPC2000系列32位ARM微控制器內(nèi)嵌的驗收濾波器為CAN控制器提供了全局的標(biāo)識符查詢功能，能實現(xiàn)復(fù)雜的報文ID過濾，而且可以大大減輕微控制器的負(fù)擔(dān)。
1驗收濾波器的特點和功能
1．1驗收濾波器的特點
LPC2000系列ARM微控制器是采用ARM7TDMI-S內(nèi)核的32位嵌入式微處理器，內(nèi)嵌2路或4路CAN控制器和驗收濾波器。驗收濾波器為CAN控制器提供全局的報文標(biāo)識過濾功能。它包含一個512×32(2 KB)的RAM，在這2 KB的RAM中可以設(shè)置1～5個報文標(biāo)識符表，形成一個查找表LUT(LookUp Table)。整個查找表可以容納1024個標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符或512個擴展標(biāo)識符，或兩種混合類型的標(biāo)識符。5個可能的標(biāo)識符表格包括FullCAN的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符表和獨立標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符表、標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符范圍表、獨立擴展標(biāo)識符表以及擴展標(biāo)識符范圍表。這5個表格不是必須同時存在，可以根據(jù)需要裁減。如果一個表格的起始地址等于下一個表格的起始地址或表格終止寄存器的數(shù)值，則該表格為空，在處理中將被忽略。
1．2驗收濾波器的功能
LPC2000系列ARM微控制器的CAN驗收濾波器有2種工作模式：一種是一般模式；另一種被稱為"FullCAN模式"。在一般模式下，當(dāng)CAN控制器的接收端收到一個完整的標(biāo)識符時，它將通知接收驗收濾波器。驗收濾波器響應(yīng)這個信號，讀出CAN控制器編號和標(biāo)識符大小(標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符11位或擴展標(biāo)識符29位)；然后搜索LUT，查找匹配的標(biāo)識符。如果找到匹配的標(biāo)識符，則通知CAN控制器將接收的報文放入CAN控制器接收緩沖中；否則，放棄接收到的這一幀信息。其工作流程如圖1所示。
如果使能FullCAN模式，且CAN控制器報告產(chǎn)生的是一個標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符，則驗收過濾器首先查詢FullCAN標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符表，然后在FullCAN模式下處理接收。如果在FullCAN標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符表中沒有找到匹配的ID，則依次查找下一個存在的表格，直到找到匹配者或查找表結(jié)束。一旦發(fā)現(xiàn)匹配的ID，就將接收到的報文放入特定的報文緩沖中而不是CAN控制器接收緩沖中，這個特定的緩沖位于驗收濾波器的RAM中，而且是在LUT的最后部分。CPU可以在任何時候讀取接收到的報文。FullCAN模式的接收工作流程如圖2所示。
2驗收濾波器的驅(qū)動程序開發(fā)
2．1 驗收濾波器寄存器描述
以LPC2292為例說明其驗收濾波器驅(qū)動程序的開發(fā)。在LPC2292中內(nèi)嵌2路CAN控制器，它的驗收濾波器寄存器如表1所列。注意：這里的起始地址是以驗收濾波器RAM的起始地址為基本地址的偏移。如在一般模式下，SFF_sa=O表示獨立標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)識符的起始地址位于0xE0038000處。
一個表格的大小由其前后2個表格起始地址寄存器的差值決定。例如，SFF_GRP_sa-SFF_sa為獨立標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)識符查找表格大小。若其值為0，即SFF_GRP_sa=SFF_sa，則獨立標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)識符查找表格大小為0，在查找時此表格將被忽略。查找表結(jié)束寄存器ENDofTable代表查找表結(jié)束地址，ENDofTable-EFF_GRP_sa為擴展幀組標(biāo)識符查找表大小。驗收濾波器寄存器AFMR控制其工作模式，具體定義如表2所列。
2．2查找表中標(biāo)識符格式
①FullCAN的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符表和獨立標(biāo)
準(zhǔn)標(biāo)識符表。
要注意的是，每個FullCAN的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符表和獨立標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符表都必須按升序排列，即標(biāo)識符1大于標(biāo)識符O；否則，在AF中將引起表格錯誤而使接收過濾失敗。表格格式如下：
②標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符范圍表。標(biāo)識符上邊界和下邊界(包括上下邊界)之間的ID為允許通過ID。表格格式如下：
③獨立擴展標(biāo)識符表。1個獨立擴展標(biāo)識符占1個字，而且需要按升序排列。表格格式如下：
④擴展標(biāo)識符范圍表。它總是成對出現(xiàn)，占用2個字，因此合法的表格必須以偶數(shù)個字出現(xiàn)，而且必須按升序排列。表格格式如下：
2．3驗收濾波器驅(qū)動程序的設(shè)計
根據(jù)以上說明，就可以設(shè)計驗收濾波器的驅(qū)動程序了。以LPC2292為例來說明如何設(shè)計驅(qū)動程序。
假定獨立標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符有ID0和ID1兩個，依次按升序排列，組標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)識符范圍為ID2～I(xiàn)D3(ID2www．mesnet．com．cn--編者注)
3 結(jié)論
LPC2000系列ARM微控制器的CAN驗收濾波器能夠有效地屏蔽總線上不允許通過的報文，大大減輕了CPU的負(fù)擔(dān)，在以CAN總線為通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中發(fā)揮了很大的作用。