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eCAN模塊與SJA1000的應(yīng)用比較

作者: 時間:2005-12-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

引 言

  TMS320F2812是TI公司新推出的DSP芯片,內(nèi)嵌CAN總線控制器(以下簡稱為),性能較已有的DSP(如TMS320C24x)內(nèi)嵌的控制器有很大的提高;數(shù)據(jù)傳輸更加靈活方便,數(shù)據(jù)量較大,可靠性更高,功能更加完備。而是Philips半導(dǎo)體公司推出的新型獨立CAN控制器,是PCA82C200的替代產(chǎn)品,支持CAN2.0B協(xié)議,完全兼容CAN2.0A,是目前多的CAN獨立控制器之一。

  CAN總線系統(tǒng)通信的軟件一般可以分為三個主要:系統(tǒng)初始化、信息發(fā)送模塊和信息接收模塊。下面以TMS320F2812內(nèi)嵌的模塊與廣州周立功公司的DP51+仿真實驗儀之間的CAN通信為例,主要就eCAN和在這三個部分的操作進行。

1 eCAN簡介

  eCAN同時支持11位和29位的標(biāo)識碼,是一個32位的控制器。eCAN的有些寄存器(如控制寄存器)必須以32位方式訪問;一些寄存器(如時間標(biāo)識寄存器)和郵箱所在的RAM范圍可以以8位、16位或32位方式訪問。eCAN對信息的接收和發(fā)送是基于郵箱的,共有32個郵箱,占用512字節(jié)RAM。每一個郵箱都可以有自己獨立的ID,獨立配置成接收郵箱或者發(fā)送郵箱,也可以禁止不用。這樣大大增加了數(shù)據(jù)的容量和信息的處理能力。

  TMS320F2812內(nèi)嵌的eCAN還有一種SCC模式。它是eCAN的缺省工作模式,功能有所簡化,同樣支持11位和29位的標(biāo)識碼;但只有16個(0~15)郵箱可用,有些寄存器(如CANTSC)也保留不用,可以通過主控制寄存器(CANMC)中SCB位的置“1”來進入eCAN模式。本文若沒有特別說明指的就是全功能eCAN工作模式。

2 系統(tǒng)初始化

  CAN控制器有兩種狀態(tài)模式,即工作模式和復(fù)位模式(eCAN是初始化配置模式)。不同的狀態(tài)模式,對寄存器的訪問操作功能是不同的。無論是eCAN還是,在使用之前,也就是進入工作模式之前,必須對它們進行初始化。

  僅當(dāng)eCAN處于初始化模式下,初始化才能進行。DSP復(fù)位后就激活了初始化模式,此時對eCAN進行初始化。首先必須將主控制寄存器的改變配置請求位(CCR)置“1”,且CANES的改變配置使能位(CCE)也必須為“1”時才能正式進入配置模式,就可以對位定時器配置寄存器進行操作了。要返回工作模式,必須將CCE和CCR依次成功清“0”。圖1(a)為eCAN初始化的流程。

  將模式寄存器的復(fù)位位置“1”,就可以使SJA1000進入復(fù)位模式。在復(fù)位模式,需要設(shè)定時鐘分頻寄存器、總線定時寄存器、報文驗收寄存器、驗收屏蔽寄存器和輸出控制寄存器等。設(shè)置好各個寄存器后,就可以將復(fù)位位清“0”,進入正常的工作模式。進入復(fù)位模式后,需要立即設(shè)置時鐘分頻寄存器,將CAN模式位置“1”才能進入PeliCAN模式,否則進入SJA1000的缺省工作模式,即BasicCAN;而其他寄存器的設(shè)置則沒有嚴(yán)格的次序限制。在這兩種工作模式中,SJA1000寄存器從數(shù)量、地址分配到功能等方面是有較大區(qū)別的。這里主要討論的是SJA1000的PeliCAN模式。圖1(b)給出了SJA1000初始化的流程。

由圖1可以看出,eCAN的初始化在操作上比SJA1000要復(fù)雜一點,需要成功地將CCR和CCE先后置“1”,才能進行配置操作;而SJA1000只需要將復(fù)位位置“1”就可以進行初始化操作了。

3 信息發(fā)送

  eCAN要發(fā)送信息,首先須將某個郵箱配置成發(fā)送郵箱,寫郵箱標(biāo)識符寄存器和報文控制寄存器以及數(shù)據(jù)。使能該郵箱后,將發(fā)送寄存器(CANTRS)相應(yīng)的位置“1”,eCAN就將該郵箱中的數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上。報文控制寄存器中的TPL用來設(shè)定消息發(fā)送的優(yōu)先級,數(shù)字越大,優(yōu)先級越高。當(dāng)多個郵箱需要向總線發(fā)送消息時,雖然同時將CANTRS相應(yīng)的位置“1”,優(yōu)先級高的郵箱先將消息發(fā)送;如果郵箱的優(yōu)先級相同,則郵箱號數(shù)大的,先發(fā)送。以0號郵箱為例,其發(fā)送消息的流程如圖2 (a)所示。

  SJA1000一般可以采用查詢方式來發(fā)送信息。不過每一次操作只能向總線上發(fā)送1幀信息,而不像eCAN那樣,可以一下子向總線發(fā)送多幀消息。當(dāng)SJA1000的發(fā)送緩沖區(qū)為空時,CPU就可以將要發(fā)送的信息寫入該緩沖區(qū),然后置命令寄存器的發(fā)送請求位,即可將消息發(fā)送到總線上。發(fā)送完畢后,清空發(fā)送緩沖區(qū),等待CPU寫入新的信息。SJA1000發(fā)送信息時的流程如圖2(b)所示。

  對于eCAN,如果郵箱需要發(fā)送另一條信息,就需要將郵箱的RAM更新。一般只需要更新數(shù)據(jù)場,即重新寫MDL和MDH中的內(nèi)容。更新數(shù)據(jù)時,須將CANMC中的CDR位置“1”,并在MBNR處寫入需要更新數(shù)據(jù)的郵箱號,就可以寫入新的數(shù)據(jù)了。之后,將CDR清“0”,使能該郵箱就可以按正常步驟發(fā)送信息了。由此可見,對eCAN發(fā)送的信息進行數(shù)據(jù)更新比SJA1000復(fù)雜得多。

4 信息接收

  eCAN和SJA1000在接收總線上的信息時,都可以采用查詢方式或者中斷方式。這里僅討論各自的中斷方式。

  eCAN要接收信息時,相應(yīng)的郵箱需要配置成接收郵箱并使能,還需要設(shè)定信息標(biāo)識符寄存器(MID)。局部接收屏蔽寄存器(LAM),用來存儲局部接收屏蔽位。覆蓋保護寄存器(CANOPC)相應(yīng)位,當(dāng)其為1時,保護相應(yīng)郵箱里的數(shù)據(jù)不被新的數(shù)據(jù)覆蓋,此時還需要另一個郵箱來接收新的后續(xù)信息,否則會引起數(shù)據(jù)丟失;有數(shù)據(jù)丟失時CANRML相應(yīng)的位會置1。當(dāng)eCAN郵箱接收到信息時,就會產(chǎn)生相應(yīng)的中斷,繼而CPU判斷是哪個郵箱接收到信息,再讀取郵箱里的數(shù)據(jù)。以31號郵箱為例,eCAN的信息接收的流程如圖3 (a)所示。

  SJA1000接收信息時,在接收中斷使能的情況下,當(dāng)總線上的信息滿足報文驗收的接收條件,無論該信息是數(shù)據(jù)幀還是遠(yuǎn)程幀,都會將信息存放在接收緩沖區(qū),并產(chǎn)生接收中斷。CPU就可以讀取接收緩沖區(qū)中的信息并保存,然后可以清空接收緩沖區(qū),等待接收下一條信息。SJA1000的信息接收流程如圖3(b)所示。

  SJA1000在PeliCAN模式下有兩種濾波方式:單濾波方式和雙濾波方式。當(dāng)驗收屏蔽寄存器的某位為1時,驗收代碼寄存器的相應(yīng)位“不起作用”,即信息標(biāo)識符相應(yīng)位無論是“0”還是“1”都會被接收;當(dāng)驗收屏蔽寄存器的某位是0時,信息標(biāo)識符相應(yīng)位與驗收代碼寄存器的相應(yīng)位必須一致,該信息才被接收。有關(guān)這兩種濾波方式的具體內(nèi)容請參見相關(guān)手冊或論文。eCAN的驗收條件比SJA1000相對復(fù)雜。當(dāng)郵箱標(biāo)識符寄存器中的AME位為0時,LAM將不起到作用,此時只有標(biāo)識符與郵箱的標(biāo)識符完全一樣的信息才被郵箱接收或者存儲;當(dāng)AME為1時,eCAN將使用LAM,此時對信息的接收情況與SJA1000的單濾波方式相似,只接收符合條件的信息。



此外,eCAN與SJA1000在對遠(yuǎn)程幀的處理上也有較大的差別。eCAN處理遠(yuǎn)程幀時分為兩種情況:向其他節(jié)點請求數(shù)據(jù)和自動應(yīng)答遠(yuǎn)程幀。這兩種情況必須將報文控制寄存器中RTR位置“1”。要向其他節(jié)點請求數(shù)據(jù),必須將某郵箱配置成接收郵箱,寫入標(biāo)識符,使能該郵箱,將CANTRS相應(yīng)的位置“1”,就向總線上發(fā)送了一個遠(yuǎn)程幀。eCAN會將對方的應(yīng)答信息存在這個郵箱(這得保證沒有相同ID的其他接收郵箱)。自動應(yīng)答遠(yuǎn)程幀時,郵箱配置成發(fā)送郵箱,且郵箱標(biāo)識符寄存器中的AAM位必須置“1”,寫入需要發(fā)送的數(shù)據(jù)。當(dāng)該郵箱接收到其他節(jié)點發(fā)送來的遠(yuǎn)程幀時,CANTRS中的相應(yīng)位自動置位,將報文發(fā)送到總線上。而SJA1000接收到1幀信息后,根據(jù)RTR位來判斷是否是遠(yuǎn)程幀,如果是遠(yuǎn)程幀,則根據(jù)制定的通信協(xié)議對該遠(yuǎn)程幀作出相應(yīng)的回答,不能自動應(yīng)答遠(yuǎn)程幀。

結(jié)語

  eCAN和SJA1000都是功能十分強大的CAN總線控制器,都有各自的優(yōu)點,可以在不同的場合。雖然它們在CAN總線通信中具體操作上有較大的差別,但其基本思路是一致的。在軟件編程上大致可分為初始化、信息發(fā)送和信息接收三個基本模塊,再加上總線睡眠與喚醒處理、總線出錯處理和總線超載處理等功能模塊,就可以構(gòu)成一個完整的CAN總線通信軟件。隨著CAN總線技術(shù)的推廣,eCAN和SJA1000都將有不錯的表現(xiàn)。



關(guān)鍵詞: 比較 應(yīng)用 SJA1000 模塊 eCAN

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