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RA MCU CAN和CANFD IP介紹

瑞薩嵌入式小百科 ? 來源:未知 ? 2023-07-28 12:15 ? 次閱讀
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瑞薩RA MCU(Renesas RA Microcontroller Unit)是一種高性能且多功能的微控制器單元,由瑞薩電子公司推出。它是基于ARM Cortex-M內(nèi)核的先進(jìn)微控制器系列,專為滿足廣泛的嵌入式應(yīng)用需求而設(shè)計。

RA MCU系列提供了廣泛的產(chǎn)品線和內(nèi)核選項,以滿足不同級別、成本和性能要求。這些微控制器單元集成了豐富的外設(shè)和功能模塊,包括模擬轉(zhuǎn)換器、數(shù)字輸入輸出(GPIO)端口通信接口(如UART、SPI、I2C)以及定時器等。這使得RA MCU具備了出色的通信能力、數(shù)據(jù)處理和控制性能,適用于各種行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域。

除了以上通信接口,RA中多款MCU還配備了CAN或者CANFD模塊。RA MCU中的CAN(Controller Area Network)和CANFD(Controller Area Network with Flexible Data Rate)模塊是用于實現(xiàn)高性能數(shù)據(jù)通信的重要功能。

CAN是一種廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)控制物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的串行通信協(xié)議。其特點(diǎn)是具有高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)和可擴(kuò)展性好。CAN通信使用兩根差分信號線(CAN_H和CAN_L),以確??煽康貍鬏敂?shù)據(jù)。RA MCU的CAN模塊支持標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議,具備多個接收和發(fā)送FIFO緩沖區(qū),用于存儲收發(fā)的CAN幀。它還提供了靈活的過濾和接收模式選擇功能,能夠滿足不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸要求。

而CANFD是對傳統(tǒng)CAN協(xié)議的擴(kuò)展,能夠以更高的速率傳輸數(shù)據(jù)和更大的數(shù)據(jù)負(fù)載。CANFD模塊可以在CAN和CANFD之間進(jìn)行切換,以適應(yīng)不同的通信需求。與CAN相比,CANFD具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更大的數(shù)據(jù)幀長度,提供了更大的靈活性和性能。RA MCU的CANFD模塊支持CAN2.0B和CANFD的協(xié)議規(guī)范,能夠在高速、高負(fù)載的應(yīng)用場景下提供可靠的數(shù)據(jù)通信。它具備更大的接收和發(fā)送FIFO緩沖區(qū),以適應(yīng)更高速率、更大負(fù)載的數(shù)據(jù)傳輸。同時,CANFD模塊還提供了更豐富的過濾和接收模式配置選項,以滿足不同應(yīng)用的需求。

RA MCU中的CAN和CANFD模塊通過提供靈活而高性能的數(shù)據(jù)通信功能,使開發(fā)者能夠輕松構(gòu)建復(fù)雜的通信系統(tǒng)。無論是用于車載電子、工業(yè)自動化還是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,CAN和CANFD模塊都是實現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐脒x擇。

? 第一種:CAN模塊

RA2L1、RA4M1、RA4M2、RA4M3、RA4E1、RA6M1、RA6M2、RA6M3、RA6M4、RA6T1和RA6E1中搭載這一IP,符合ISO 11898-1、CAN 2.0A、CAN 2.0B協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

位速率

數(shù)據(jù)傳輸率可高達(dá)1 Mbps (fCAN≥8 MHz);

fCAN:CAN時鐘

Mailbox

32個Mailbox,2種模式

? 普通mailbox模式:32個mailbox,可獨(dú)立配置用于發(fā)送或接收

? FIFOmailbox模式:24個mailbox,可獨(dú)立配置用于發(fā)送或接收,其余Mailbox接收和發(fā)送4級FIFO

接收過濾器

8個獨(dú)立接收Mask(每4個Mailbox有1個);

每個Mailbox可以獨(dú)立啟用或禁用Mask。

發(fā)送

支持?jǐn)?shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀發(fā)送;

傳輸ID格式可選擇僅標(biāo)準(zhǔn)ID、僅擴(kuò)展ID或混合ID;

編程一次性傳輸功能;

廣播消息功能;

可根據(jù)消息ID或Mailbox號碼選擇優(yōu)先模式;

支持發(fā)送請求中止,并在狀態(tài)標(biāo)志中確認(rèn)中止完成;

每個Mailbox可獨(dú)立啟用或禁用傳輸完成中斷;

接收

支持?jǐn)?shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀接收;

接收ID格式可選擇僅標(biāo)準(zhǔn)ID、僅擴(kuò)展ID或混合ID;

可編程一次性接收功能;

可選擇覆蓋模式(覆蓋未讀消息)和溢出模式(保存未讀消息);

每個Mailbox可獨(dú)立啟用或禁用接收完成中斷。

中斷功能

支持五種中斷源:接收完成、發(fā)送完成、接收FIFO、發(fā)送FIFO和錯誤中斷

CAN時鐘源

PCLKBCANMCLK

時間戳

使用16位計數(shù)器的時間戳功能;

參考時鐘可選擇1位、2位、4位和8位時間周期。

錯誤狀態(tài)監(jiān)測

CAN總線錯誤監(jiān)測,包括填充錯誤、格式錯誤、ACK錯誤、15位CRC錯誤、位錯誤和ACK分隔符錯誤;

檢測到錯誤狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,包括錯誤警告、錯誤被動、總線關(guān)閉進(jìn)入和總線關(guān)閉恢復(fù);

支持讀取錯誤計數(shù)器。

系統(tǒng)框圖如下:

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? 第二種:CANFD模塊

RA6M5中搭載這一IP,符合CAN-FD ISO 11898-1 (2015) 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

位速率

仲裁階段高達(dá)1 Mbps,數(shù)據(jù)階段高達(dá)8 Mbps,每個CAN通道單獨(dú)傳輸;

CAN通道數(shù)

2通道

工作時鐘

外設(shè)時鐘/APB時鐘

50MHz(PCLKB);

RAM時鐘:100 MHz (PCLKA)

數(shù)據(jù)鏈路層 (DLL) 時鐘

最大值≤40 MHz

可選ID類型

型11位標(biāo)準(zhǔn)ID;

11位標(biāo)準(zhǔn)ID+18位擴(kuò)展ID

可選幀類型

數(shù)據(jù)幀 (RTR = 0)(CAN和CAN-FD幀);

遠(yuǎn)程幀 (RTR = 1)(僅限CAN幀)

網(wǎng)關(guān)功能

CAN 2.0 CAN 2.0

CAN 2.0 CAN-FD網(wǎng)關(guān)(僅支持8字節(jié)有效載荷)

CAN-FD CAN-FD

消息緩沖區(qū)

最多16×2個接收消息緩沖區(qū),在所有CAN通道之間共享;

每個通道16個發(fā)送消息緩沖區(qū);

每個通道4個發(fā)送隊列;

支持自動消息傳輸?shù)絺鬏旉犃?/p>

FIFO數(shù)量

8個接收FIFO緩沖區(qū)

多達(dá)3×2個FIFO可單獨(dú)配置為:

? 接收FIFO

? 發(fā)送FIFO

? CAN CAN網(wǎng)關(guān)FIFO

增強(qiáng)的接收過濾

支持11位和29位CAN標(biāo)識符;

每個條目的可編程29位CAN標(biāo)識符接收過濾器Mask;

每個通道的可編程網(wǎng)關(guān)路由能力(最多8個路由目的地);

RTR和IDE屏蔽;

數(shù)據(jù)長度代碼 (DLC) 過濾器;

消息緩沖區(qū)負(fù)載過載保護(hù);

有效負(fù)載過濾器。

中斷功能

可配置的全局RX FIFO中斷:可單獨(dú)配置每個FIFO、在接收到特定深度或每收到一條消息觸發(fā)中斷;

通道TX中斷;

全局錯誤:數(shù)據(jù)鏈路校驗、郵件丟失、FD有效負(fù)載溢出;

通道錯誤:總線錯誤、警告錯誤、被動錯誤、總線斷開、總線斷開恢復(fù)、超載、總線鎖、仲裁損失、傳輸中止。

RAM

RAM ECC保護(hù)(2位錯誤檢測,1位錯誤糾正)

掉電功能

每個CAN節(jié)點(diǎn)的模塊啟動停止功能(通道和全局睡眠模式)

TrustZone Filter

可設(shè)置一個安全屬性,兩個通道屬性相同

系統(tǒng)框圖如下:

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? 第三種:CANFD Lite模塊

RA4E2、RA4T1、RA6T2、RA6E2和RA6T3中搭載這一IP,符合CAN-FD ISO 11898-1 (2015)。

位速率

仲裁階段高達(dá)1 Mbps,數(shù)據(jù)階段高達(dá)5 Mbps

CAN通道數(shù)

1通道

工作時鐘

外設(shè)時鐘/APB時鐘

最大值≤40 MHz

可選ID類型

11位標(biāo)準(zhǔn)ID;

11位標(biāo)準(zhǔn)ID+18位擴(kuò)展ID

可選幀類型

數(shù)據(jù)幀 (RTR = 0)(CAN和CAN-FD 幀);

遠(yuǎn)程幀 (RTR=1)(僅限CAN幀)

消息緩沖區(qū)

最多32個接收消息緩沖區(qū);

4個發(fā)送消息緩沖區(qū);

1個發(fā)送隊列;

支持自動消息傳輸?shù)絺鬏旉犃小?/p>

FIFO數(shù)量

2個接收FIFO緩沖區(qū)

1個COMMON FIFO可單獨(dú)配置為:

? 接收FIFO

? 發(fā)送FIFO

增強(qiáng)的接收過濾

支持11位和29位CAN標(biāo)識符;

每個條目的可編程29位CAN標(biāo)識符接收過濾器Mask;

每個FIFO和接收消息緩沖區(qū)的可編程路由功能(最多2個路由目的地);

RTR和IDE屏蔽;

數(shù)據(jù)長度代碼 (DLC) 過濾器;

消息緩沖區(qū)負(fù)載過載保護(hù);

在通信期間更新接收過濾器列表 (AFL) 條目。

中斷功能

可配置的全局RX FIFO中斷:可單獨(dú)配置每個FIFO、在接收到特定深度或每收到一條消息觸發(fā)中斷;

通道TX中斷;

全局錯誤:數(shù)據(jù)鏈路校驗、郵件丟失、FD有效負(fù)載溢出;

通道錯誤:總線錯誤、警告錯誤、被動錯誤、總線斷開、總線斷開恢復(fù)、超載、總線鎖、仲裁損失、傳輸中止

RAM

RAM ECC保護(hù)(2位錯誤檢測,1位錯誤糾正)

掉電功能

CAN節(jié)點(diǎn)的模塊啟動停止功能(通道和全局睡眠模式)

TrustZone Filter

可設(shè)置一種安全屬性

系統(tǒng)框圖如下:

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目前RA MCU提供以上三種CAN&CANFD IP,請根據(jù)實際需求進(jìn)行選擇。如果需要在CAN總線上添加CAN節(jié)點(diǎn),以上三種CAN&CAN IP均可;如果需要在CAN總線上添加CANFD節(jié)點(diǎn),請選擇CANFD或者CANFD Lite;如果需要用到2個通道,請選擇RA6M5的CANFD。在選型或者使用過程中,若遇到問題,請聯(lián)系瑞薩銷售或者代理。

下一篇:CAN和CANFD協(xié)議簡介


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