為了能夠讓更多的工程師朋友了解多核異構處理器,飛凌嵌入式特別推出了【玩轉多核異構】專題,幫助大家解決在多核異構處理器的開發(fā)過程中遇到的問題。【玩轉多核異構】專題持續(xù)更新中,歡迎您的持續(xù)關注。
引言
憑借實時性、抗干擾性和安全性等優(yōu)點,CAN2.0在工業(yè)及汽車行業(yè)得到了廣泛應用,但其最高速率僅為1Mbit/s,每幀最多只能傳輸8字節(jié)的有效數(shù)據(jù),報文中只有約50%的帶寬用于有效數(shù)據(jù)傳輸。然而隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,各種傳感器和控制器數(shù)量的增多,總線上的數(shù)據(jù)量也激增,這使得CAN2.0總線在傳輸速率和帶寬方面的缺點暴露的更加明顯,于是就誕生了CAN-FD。
CAN-FD在傳輸速率和帶寬方面有了明顯的提升,波特率可高達8Mbit/s,每幀可多達64字節(jié)有效數(shù)據(jù),傳輸效率可提高至約80%,能夠進一步提高總線的實時性,拓寬總線的數(shù)據(jù)帶寬,提升總線的傳輸效率。
在飛凌嵌入式OKMX8MP-C開發(fā)板上有兩路CAN-FD,小編今天就基于這款開發(fā)板以處理器的M核與A核各控制一路CAN-FD互相通信為例,從應用角度講述M核和A核如何控制CAN-FD高速通信。
飛凌嵌入式OKMX8MP-C開發(fā)板所搭載的NXP i.MX8M Plus處理器具備強悍的性能,集成4個主頻最高可達1.8GHz(工業(yè)級主頻為1.6GHz) 的Arm Cortex-A53多任務核和1個Cortex-M7實時核,不管是對數(shù)據(jù)的高速吞吐、處理,還是復雜的人機交互界面處理,都能從容應對。
一、M核CAN-FD
1. CAN-FD初始化
CAN-FD初始化主要包括總線時鐘,管腳和相應寄存器的初始化。具體如下:
(1)CAN總線時鐘:
現(xiàn)將CAN總線倍頻到800MHz,再10分頻到80MHz。
CLOCK_SetRootMux(kCLOCK_RootFlexCan1, kCLOCK_FlexCanRootmuxSysPll1); // 設置CAN1總線時鐘為800MHz CLOCK_SetRootDivider(kCLOCK_RootFlexCan1, 2U, 5U); // 分頻因子為2*5=10,設置CAN1總線時鐘為80MHz
(2)管腳配置:
選擇CAN1的發(fā)送管腳為32腳,接收管腳為34腳。
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SAI2_TXC_CAN1_RX, 0U); // CAN1 RX IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SAI2_RXC_CAN1_TX, 0U); // CAN1 TX
(3)CAN波特率:
CAN-FD支持可變速率,即控制區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)的波特率可以不一致,控制區(qū)最大為1Mbit/s;數(shù)據(jù)區(qū)最大為8Mbit/s。后續(xù)程序根據(jù)總線時鐘和設置的波特率,分配時段設置的seg1,seg2等數(shù)值。
pConfig->bitRate = 1000000U; // CAN-FD控制區(qū)波特率為1Mbit/s pConfig->bitRateFD = 8000000U; // CAN-FD數(shù)據(jù)區(qū)波特率為8Mbit/s
(4)CAN-FD使能:
除了使能CAN-FD,可變波特率也需要使能,否則數(shù)據(jù)區(qū)的最大速率和控制區(qū)的速率一樣,最大為1Mbit/s。
base->MCR |= CAN_MCR_FDEN_MASK; // CAN-FD使能 fdctrl |= CAN_FDCTRL_FDRATE_MASK; // 可變波特率使能
(5)關閉自回環(huán):
如果開啟了自回環(huán),那么CAN1數(shù)據(jù)會在芯片內回環(huán),不會到外部管腳,在程序調試時可以排除外部端子的干擾,但真實應用時,需要關閉自回環(huán),從外部管腳收發(fā)數(shù)據(jù)。
pConfig->enableLoopBack = false; // 不回環(huán),使用外部管腳
(6)幀格式:
本次我們使用11位標準數(shù)據(jù)幀,小伙伴也在后續(xù)試試擴展幀。需要設置自己的ID,便于總線上其他設備識別。
mbConfig.format = kFLEXCAN_FrameFormatStandard; // 11位標準幀,非擴展幀 mbConfig.type = kFLEXCAN_FrameTypeData; // 數(shù)據(jù)幀 非遠程幀 mbConfig.id = FLEXCAN_ID_STD(rxIdentifier); // 幀ID 用于區(qū)別總線中不同的設備
(7)接收過濾:
用戶可設置接收過濾規(guī)則,這樣就可以只接收特定幀ID的數(shù)據(jù),減少應用處理的數(shù)據(jù)量。
rxIdentifier = 0; FLEXCAN_SetRxMbGlobalMask(EXAMPLE_CAN, FLEXCAN_RX_MB_STD_MASK(rxIdentifier, 0, 0));//接收所有ID數(shù)據(jù)
2. CAN-FD收發(fā)流程
本次測試M核做主站,CAN1先發(fā)送一幀包含64字節(jié)數(shù)據(jù),A核CAN2收到,將64字節(jié)數(shù)據(jù)再次發(fā)送,M核CAN1接收。對比發(fā)送和接收的64字節(jié)數(shù)據(jù)是否一致。重復100次。
(1)CAN-FD發(fā)送數(shù)據(jù):
EXAMPLE_CAN表示為CAN1,flexcanHandle為CAN實例,包含了發(fā)送接收回調函數(shù),txXfer為要發(fā)送的64字節(jié)數(shù)據(jù)。
FLEXCAN_TransferFDSendNonBlocking(EXAMPLE_CAN, &flexcanHandle, &txXfer); // CAN-FD發(fā)送數(shù)據(jù)
(2)CAN-FD接收數(shù)據(jù):
EXAMPLE_CAN表示為CAN1,flexcanHandle為CAN實例,包含了發(fā)送接收回調函數(shù),rxXfer為接收的64字節(jié)數(shù)據(jù)。
FLEXCAN_TransferFDReceiveNonBlocking(EXAMPLE_CAN, &flexcanHandle, &rxXfer); // CAN-FD接收函數(shù)
(3)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)對比:
for (j = 0U; j <= DLC; j++) // 對比收發(fā)數(shù)據(jù),不一致打印 { if(txXfer.framefd->dataWord[j] != rxXfer.framefd->dataWord[j]) { LOG_INFO("Data mismatch !!! j=%d \r\n",j); } }
二、A核CAN-FD
A核設備樹中保留CAN2,內核解析設備樹在 /dev下生成can0。設置波特率后使能can0節(jié)點,應用程序中open函數(shù)打開接口,write函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù),read函數(shù)接收數(shù)據(jù)。我們把CAN接口的示例已經(jīng)作為一個跨平臺的綜合演示程序,小伙伴們可以直接加參數(shù)調用即可。
1. 分配節(jié)點
(1)M核獨享CAN1,A核獨享CAN2,修改設備樹,在設備樹OK8MP-C.dts中,刪除CAN1設備節(jié)點,保留CAN2設備節(jié)點。編譯新的設備樹;
(2)將生成的OK8MP-C.dtb和Image拷貝至開發(fā)板的 /run/media/mmcblk2p1/ 目錄下,輸入sync命令同步后重啟開發(fā)板;
(3)通過A核串口輸入命令uname -r ,顯示內核版本,將 /lib/modbule目錄下文件夾名稱改為內核版本,這樣才能自動加載模塊生成can0節(jié)點,重啟開發(fā)板。
2. 演示Demo
進程名can_demo
使用方法:./can_demo設備名 [參數(shù)選項]… …
本次測試接口為can0(對應開發(fā)板CAN2),控制區(qū)波特率為1Mbit/s,數(shù)據(jù)區(qū)最大為8Mbit/s,11位標準幀,不過濾幀ID,不主動發(fā)數(shù)據(jù),不回環(huán)。因此命令為:
./can_demo can0-b 1000 -fd 8000。
三、程序驗證
1. 硬件連接
使用杜邦線將CAN1和CAN2的can-H短接,同時將can-L短接,注意不要接反。
2. M核程序
修改uboot環(huán)境變量設置M核自啟動,同時將M核程序forlinx_m7_tcm_firmware.bin;
放到/run/media/mmcblk2p1/目錄下。詳細操作可看上篇文章【玩轉多核異構】M核程序的啟動、編寫和仿真——飛凌嵌入式。
3. A核程序
(1)使用串口Xmodem,網(wǎng)絡FTP,SCP,U盤,TF卡等多種方式,將can_demo從電腦拷貝至核心板默認目錄下,輸入以下命令修改權限;
chmod 777 can_demo
(2)輸入以下命令,A核應用程序can_demo將設置波特率后打開can0節(jié)點,等待M核發(fā)送的數(shù)據(jù),再將接收的數(shù)據(jù)通過CAN2發(fā)送給M核。
./can_demo can0 -b 1000 -fd 8000
4. 實際測試
(1)OKMX8MP-C開發(fā)板重新上電后,M核程序啟動,完成CAN1初始化后,在M核調試串口輸出信息,等待按鍵;
(2)在A核調試串口輸入以下命令,CAN2將處于接收的狀態(tài):
./can_demo can0 -b 1000 -fd 8000
(3)在M核串口按下鍵A或a,M核CAN1發(fā)送64字節(jié)數(shù)據(jù),A核CAN2接收數(shù)據(jù),并將接收的數(shù)據(jù)再次發(fā)送,M核CAN1接收后和發(fā)送數(shù)據(jù)對比,輸出結果。循環(huán)100次;
(4)通過測試可以看到,依托i.MX8M Plus強大的性能,雙核都以8Mbit/s的高速率發(fā)送大量數(shù)據(jù),均沒有出現(xiàn)異常。
以上就是小編為小伙伴帶來的基于飛凌嵌入式OKMX8MP-C開發(fā)板雙核控制CAN-FD的使用方法了,是不是感覺性能很強大呢?
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