# CAN
Source: [https://docs.qualcomm.com/doc/80-70017-8SC/topic/can.html](https://docs.qualcomm.com/doc/80-70017-8SC/topic/can.html)
控制器局域网 (CAN) 是一种基于消息的串行协议。术语 CAN 和 CAN 总线在相同的上下文中使用。CAN 的优点如下：
- 使用 CSMA/CD 方法和按位争用在位级感知总线并传输消息。
- 每条消息都分配有一个优先级。具有最高优先级的消息始终控制总线仲裁。由于仲裁基于位，因此存在显性和隐性位级别。
- 任何节点均可以随时传输，没有主从节点。
- 所有数据均通过两条（差分对）线传输：CAN\_H 和 CAN\_L 线。
- CAN 节点使用位同步进行同步，其中每个位时间分为四个时间量子段。
- 通过基于消息的协议促进多个节点之间的通信，无需大量接线。
- 通过错误管理（包括检测、发信号和纠正）确保数据安全。
注释：
- QCS6490 和 QCS5430 中默认启用 CAN。
- QCS9075 和 QCS8275 不支持 CAN。
## CAN 功能
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CAN 协议支持以下功能。
- 基于多主优先级的总线访问
- 基于无损内容的仲裁
- 通过全帧传输进行广播
- 通过接受过滤进行多播帧传输
- 远程数据请求
- 配置灵活性
- 全网数据一致性
- 错误检测和错误信号发送
- 自动重传丢失仲裁、缺少确认或在传输过程中遇到错误的帧
- 识别临时节点错误和永久节点故障之间的差异，并自动停用故障节点
## CAN 架构
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MCP2517 是一个外部可配置的 CAN 控制器，其可通过 SPI 线进行访问。SPI 接口支持最高 20 MHz 的频率，并支持模式 0、1。控制器通过 4 引脚 SPI 操作连接到带有 SE3 的 QUP 模块。SPI 控制器连接到收发器 (MCP2561xxx)，该收发器连接到 CAN 总线。SPI 控制器和 CAN 收发器的电源输入是通过 SoC 进行的。
Figure : CAN 架构
用户应用程序与 SocketCAN 提供的网络接口进行通信。软件驱动程序是 Linux 中 SPI 核心模块的客户端，QUP\_SPI 驱动程序注册到该客户端。实际硬件通过 SPI 引脚连接。
Figure : CAN 软件栈
## CAN API
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关于 CAN 公共 API，请参阅 [https://www.kernel.org/doc/Documentation/networking/can.txt](https://www.kernel.org/doc/Documentation/networking/can.txt)。
## CAN 示例和工具
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下表列出了用于显示、记录、生成和重放 CAN 流量的 SocketCAN 用户空间实用工具和工具。
Table : SocketCAN 实用工具
| 实用工具 | 说明 |
| --- | --- |
| `candump` | 显示、过滤 CAN 数据并将其记录到文件中。 |
| `canplayer` | 重放 CAN 日志文件。 |
| `cansend` | 发送单个帧。 |
| `cangen` | 生成（随机）CAN 流量。 |
| `cansniffer` | 显示 CAN 数据内容差异（仅 11 位 CAN ID）。 |
要下载 CAN 实用工具，请参阅 [https://github.com/linux-can/can-utils](https://github.com/linux-can/can-utils)。
### CAN 分析仪 - PCAN-USB FD
PCAN-USB FD 是一款多功能 CAN 数据包/消息嗅探器，可以作为任何 CAN 总线上的节点运行，以支持灵活的数据速率。它可用于通过 USB 在主机上嗅探和发送 CAN 数据包。主要特点如下：
- PCAN-View GUI 工具
- 提供根据用户需求嗅探和发送 CAN 数据包的简单方法。
- 在开发和测试期间监控和调试 CAN 数据包。
- PCAN-USB FD 接口
- 实现与 CAN FD 和 CAN 网络的简单连接。
- 紧凑的塑料外壳适合移动应用。
- 约 500 V 的电流隔离可将 PC 与 CAN 总线解耦。
- CAN FD 标准
- 特点是数据传输带宽更高。
- 允许每个 CAN FD 帧传输最多 64 个数据字节（而非 8 个）。
- 支持高达 12 Mbit/s 比特率的数据处理速度。
- 向下兼容 CAN 2.0 标准。
- CAN FD 节点可以插入现有 CAN 网络，无需 CAN FD 扩展。
**硬件安装**
1. 连接至 DB9 连接器。
- PCAN 有一个 DB9 连接器，可以插入任何标准 DB9 连接器。
2. 连接至 Qualcomm RB3 Gen 2 平台。
- 拉出 CAN\_H、CAN\_L 和 GND 线。
- 将这些线连接到两个 120 Ω 的终端电阻。
3. 连接 CAN\_H、CAN\_L 和大地。
4. 连接外部终端电阻。
注释： 该设备没有 120 Ω 的内部终端电阻。这一点至关重要，因为某些工具提供了对终端电阻的内置支持。
下图显示了连接的硬件。
Figure : CAN USB FD、外部电阻和设备连接
## CAN 调通
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CAN 驱动程序构建并加载到内核后，以下命令序列会发送数据来识别 CAN 节点是否已启动。可以使用下表中列出的命令启动或停止 CAN 节点。
注释： 所有网络设备均使用 `ifconfig -a`。
Table : CAN 命令
| 说明 | 命令 |
| --- | --- |
| 检查 CAN 节点号 | ifconfig -aCopy to clipboard |
| 将比特率设置为 125 kbps | ip link set can0 up type can bitrate 125000Copy to clipboard |
| 启动 CAN | ip link set can0 upCopy to clipboard |
| 停止 CAN | ip link set can0 downCopy to clipboard |
| 检查 CAN 配置 | ip -details link show can0Copy to clipboard |
| CAN 内部环回 | ip link set can0 up type can bitrate 500000 loopback onCopy to clipboard |
| CAN FD 内部环回 | ip link set can0 up type can bitrate 1000000 dbitrate 5000000 fd on loopback onCopy to clipboard |
| 发送 CAN FD 帧 | cansend can0 213##311223344Copy to clipboard |
要启动任何 CAN 节点，必须定义总线的比特率，如果总线速率已经可用，则必须配置总线的比特率。此配置可确保 CAN 节点启动并处于活动状态。关于 CAN 实用工具的更多详细信息，请参阅 [https://manpages.debian.org/testing/can-utils/index.html](https://manpages.debian.org/testing/can-utils/index.html)。
### 发送和接收数据
`CAN-Utils`文件中提供了一些实用工具。SocketCAN 使 CAN 节点能够发送和接收数据。SocketCAN API 也用于自定义应用程序。
- 发送带有 11 位 ID 的数据
cansend can0 7AF#11.22.33.44.55.66.aa.ffCopy to clipboard
- 发送带有 29 位 ID 的数据
cansend can0 111FFFFF#aa.00.cc.aa.33.61.aa.abCopy to clipboard
- 查看 can0 节点当前传入的数据
candump can0Copy to clipboard
## CAN 配置
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SocketCAN 是 Linux上 CAN 协议的实现。SocketCAN 使用 Berkeley 套接字接口、Linux 网络堆栈并将 CAN 设备驱动程序实现为网络接口。CAN 套接字接口的设计尽可能类似于 TCP/IP 协议，以便熟悉网络编程的用户能够轻松学习如何使用 CAN 套接字。
### 硬件初始化
驱动程序初始化并配置底层硬件块。初始化发生在调用 `driver's _probe()` 函数之后。
static struct spi_driver mcp251xfd_driver = {
.driver = {
.name = DEVICE_NAME,
.pm = &mcp251xfd_pm_ops,
.of_match_table = mcp251xfd_of_match,
},
.probe = mcp251xfd_probe,
.remove = mcp251xfd_remove,
.id_table = mcp251xfd_id_table,
};
static int mcp251xfd_probe(struct spi_device *spi)
{
struct net_device *ndev;
struct mcp251xfd_priv *priv;
[..]
ndev = alloc_candev(sizeof(struct mcp251xfd_priv),
MCP251XFD_TX_OBJ_NUM_MAX);
if (!ndev)
return -ENOMEM;
SET_NETDEV_DEV(ndev, &spi->dev); // The SPI node is set as the parent node to the network device.
ndev->netdev_ops = &mcp251xfd_netdev_ops;
[..]
err = mcp251xfd_register(priv);
};Copy to clipboard
## CAN 调试
Source: [https://docs.qualcomm.com/doc/80-70017-8SC/topic/can.html](https://docs.qualcomm.com/doc/80-70017-8SC/topic/can.html)
可以使用 `ftrace` 工具调试 CAN 问题。MCP2517 驱动程序支持 `dev_coredump()` API。
## CAN 示例
Source: [https://docs.qualcomm.com/doc/80-70017-8SC/topic/can.html](https://docs.qualcomm.com/doc/80-70017-8SC/topic/can.html)
关于 CAN 示例，请参阅[https://github.com/linux-can/can-utils/blob/master/README.md](https://github.com/linux-can/can-utils/blob/master/README.md)。
Last Published: Jan 22, 2025
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USB](https://docs.qualcomm.com/bundle/publicresource/80-70017-8SC/topics/usb.md) [Next Topic
参考资料](https://docs.qualcomm.com/bundle/publicresource/80-70017-8SC/topics/references.md)