STM32H7的CAN FD外设自带RAM空间分配

eric2013

CAN FD必须配置每条消息的字节数，以确定每条消息所需的内存大小。 CAN-FD上有效负载的增加可以更有效的将内存都利用起来，并允许更多消息要存储在分配的存储空间中。

总的专用RAM大小是2560个32bit数据。

（1）过滤区（11bit过滤和29bit过滤）
（2）接收区（Rx FIFO 0，Rx FIFO 1和Rx Buffer）
（3）发送区（Tx event FIFO，Tx Buffers）
（4）触发空间（Trigger memory）



FDCAN外设的所有部分都可以由用户配置。 所有部分的所有元素之和必须不能超过CAN消息RAM的总大小。 该RAM通过以下方式提高了灵活性和性能：从而有可能消除未使用的部分，并为其他部分扩展足够的内存。在CAN消息中以动态且连续的方式分配每个部分（按照上图顺序）； 但是为了避免超出RAM的风险并且出于可靠性的原因，没有将特定的开始和结束地址分配给每个部分。

FDCAN外设可以配置三种传输机制：Tx buffer ，Tx queue 和 Tx FIFO并可以通过Rx buffer 和 Rx FIFO 接收。 它们配置有起始地址偏移量和要存储的存储元素。 起始地址是在配置中预定义的（0到2560），用户必须确保每个内存空间中的元素数量不会导致它们重叠。

注：消息的接收和发送意味着在RAM级别存储“元素”。 这个“元素”仅包含标识符，DLC，控制位（ESI，XTD，RTR，BRS，FDF），数据字段和特定的发送/接收位字段进行控制。 CAN消息的其余位会自动由硬件处理而不保存在RAM中 。

用于控制接收的特定位字段是滤波器索引，可接受的不匹配帧和Rx时间戳。用于传输的特定位字段是消息标记（message marker）和event FIFO控制位。无论Tx buffer, Tx FIFO, Tx queue 或 Rx buffer 中的每个元素分配的32bit的数量是多少，要计算保留：

（1）标头信息（两个保留的32bit），用于分配标识符，DLC字段，控制位和特定的发送/接收位字段。
（2）数据（足够的32bit数据个数）以包含每个数据字段的字节数。

下面的公式确定为每个元素分配的32bit的数量：
元素大小（以字为单位）=标头信息（2个字）+数据（数据字段/ 4）

其中数据字段是每条消息的数据字节数

如果数据字段的范围是0到8，则每个元素为数据分配2个字。下表详细介绍了必要的“元素”大小，具体取决于数据字段范围



有效使用CAN消息RAM的示例。 这个例子假设配置了FDCAN外设的应用程序：

（1）发送带有专用Tx buffer的32条消息（每个消息在数据字段中包含8个字节）。
（2）具有128个11位过滤器，用于接收消息。
（3）接收64条消息，其中每个消息在专用Rx buffers的数据字段中包含64个字节。
（4）接收64条消息，其中每个消息在Rx FIFO 0的数据字段中包含64个字节。



在此示例中，RAM中的分配按以下顺序进行：
（1）在ID-11位部分分配128个字。
（2）保留1152个字用于接收Rx FIFO 0部分中的元素。
（3）保留1152个字，用于接收Rx缓冲区中的元素。
（4）为发送缓冲区中发送的元素保留128个字。

由于采用了动态分配，并且不对未使用的段进行任何分配，因此整个内存大小有效利用了RAM：在此应用程序中分配了所有2560个字。

注意：配置后，分配的地址范围初始化为零

大多数STM32设备支持一个以上的FDCAN外设来满足所有应用程序要求。在这种情况下，重要的是要说RAM是在不同外设之间共享的。 用户可以划分各种外设上的RAM（每个外设的大小通过指示其起始偏移地址来选择）。下图显示了使用多个FDCAN实例的CAN消息RAM的示例。 这该示例假定用户将CAN消息RAM分为两个外设：第一个外设的大小为第二个外设的两倍。