RA MCU CAN和CANFD IP介绍

RA生态工作室 2023-12-26 659

描述

瑞萨RA MCU（Renesas RA Microcontroller Unit）是一种高性能且多功能的微控制器单元，由瑞萨电子公司推出。它是基于ARM Cortex-M内核的先进微控制器系列，专为满足广泛的嵌入式应用需求而设计。

RA MCU系列提供了广泛的产品线和内核选项，以满足不同级别、成本和性能要求。这些微控制器单元集成了丰富的外设和功能模块，包括模拟转换器、数字输入输出（GPIO）端口、通信接口（如UART、SPI、I2C）以及定时器等。这使得RA MCU具备了出色的通信能力、数据处理和控制性能，适用于各种行业和应用领域。

除了以上通信接口，RA中多款MCU还配备了CAN或者CANFD模块。RA MCU中的CAN（Controller Area Network）和CANFD（Controller Area Network with Flexible Data Rate）模块是用于实现高性能数据通信的重要功能。

CAN是一种广泛应用于汽车、工业控制和物联网等领域的串行通信协议。其特点是具有高可靠性、抗干扰能力强和可扩展性好。CAN通信使用两根差分信号线（CAN_H和CAN_L），以确保可靠地传输数据。RA MCU的CAN模块支持标准CAN协议，具备多个接收和发送FIFO缓冲区，用于存储收发的CAN帧。它还提供了灵活的过滤和接收模式选择功能，能够满足不同应用的数据传输要求。

而CANFD是对传统CAN协议的扩展，能够以更高的速率传输数据和更大的数据负载。CANFD模块可以在CAN和CANFD之间进行切换，以适应不同的通信需求。与CAN相比，CANFD具有更高的数据传输速率和更大的数据帧长度，提供了更大的灵活性和性能。RA MCU的CANFD模块支持CAN2.0B和CANFD的协议规范，能够在高速、高负载的应用场景下提供可靠的数据通信。它具备更大的接收和发送FIFO缓冲区，以适应更高速率、更大负载的数据传输。同时，CANFD模块还提供了更丰富的过滤和接收模式配置选项，以满足不同应用的需求。

RA MCU中的CAN和CANFD模块通过提供灵活而高性能的数据通信功能，使开发者能够轻松构建复杂的通信系统。无论是用于车载电子、工业自动化还是物联网设备，CAN和CANFD模块都是实现可靠数据传输的理想选择。

• 第一种：CAN模块

RA2L1、RA4M1、RA4M2、RA4M3、RA4E1、RA6M1、RA6M2、RA6M3、RA6M4、RA6T1和RA6E1中搭载这一IP，符合ISO 11898-1、CAN 2.0A、CAN 2.0B协议标准。

位速率	数据传输率可高达1 Mbps (fCAN≥8 MHz)； fCAN：CAN时钟源
Mailbox	32个Mailbox，2种模式 • 普通mailbox模式：32个mailbox，可独立配置用于发送或接收 • FIFOmailbox模式：24个mailbox，可独立配置用于发送或接收，其余Mailbox接收和发送4级FIFO
接收过滤器	8个独立接收Mask（每4个Mailbox有1个）；每个Mailbox可以独立启用或禁用Mask。
发送	支持数据帧和远程帧发送；传输ID格式可选择仅标准ID、仅扩展ID或混合ID；可编程一次性传输功能；广播消息功能；可根据消息ID或Mailbox号码选择优先模式；支持发送请求中止，并在状态标志中确认中止完成；每个Mailbox可独立启用或禁用传输完成中断；
接收	支持数据帧和远程帧接收；接收ID格式可选择仅标准ID、仅扩展ID或混合ID；可编程一次性接收功能；可选择覆盖模式（覆盖未读消息）和溢出模式（保存未读消息）；每个Mailbox可独立启用或禁用接收完成中断。
中断功能	支持五种中断源：接收完成、发送完成、接收FIFO、发送FIFO和错误中断
CAN时钟源	PCLKB或CANMCLK
时间戳	使用16位计数器的时间戳功能；参考时钟可选择1位、2位、4位和8位时间周期。
错误状态监测	CAN总线错误监测，包括填充错误、格式错误、ACK错误、15位CRC错误、位错误和ACK分隔符错误；检测到错误状态的转换，包括错误警告、错误被动、总线关闭进入和总线关闭恢复；支持读取错误计数器。

系统框图如下：

• 第二种：CANFD模块

RA6M5中搭载这一IP，符合CAN-FD ISO 11898-1 (2015) 协议标准。

位速率	仲裁阶段高达1 Mbps，数据阶段高达8 Mbps，每个CAN通道单独传输；
CAN通道数	2通道
工作时钟外设时钟/APB时钟	50MHz（PCLKB）； RAM时钟：100 MHz (PCLKA)
数据链路层 (DLL) 时钟	最大值≤40 MHz
可选ID类型	型11位标准ID； 11位标准ID+18位扩展ID
可选帧类型	数据帧 (RTR = 0)（CAN和CAN-FD帧）；远程帧 (RTR = 1)（仅限CAN帧）
网关功能	CAN 2.0 CAN 2.0 CAN 2.0 CAN-FD网关（仅支持8字节有效载荷） CAN-FD CAN-FD
消息缓冲区	最多16×2个接收消息缓冲区，在所有CAN通道之间共享；每个通道16个发送消息缓冲区；每个通道4个发送队列；支持自动消息传输到传输队列
FIFO数量	8个接收FIFO缓冲区多达3×2个FIFO可单独配置为： • 接收FIFO • 发送FIFO • CAN CAN网关FIFO
增强的接收过滤	支持11位和29位CAN标识符；每个条目的可编程29位CAN标识符接收过滤器Mask；每个通道的可编程网关路由能力（最多8个路由目的地）； RTR和IDE屏蔽；数据长度代码 (DLC) 过滤器；消息缓冲区负载过载保护；有效负载过滤器。
中断功能	可配置的全局RX FIFO中断：可单独配置每个FIFO、在接收到特定深度或每收到一条消息触发中断；通道TX中断；全局错误：数据链路校验、邮件丢失、FD有效负载溢出；通道错误：总线错误、警告错误、被动错误、总线断开、总线断开恢复、超载、总线锁、仲裁损失、传输中止。
RAM	RAM ECC保护（2位错误检测，1位错误纠正）
掉电功能	每个CAN节点的模块启动停止功能（通道和全局睡眠模式）
TrustZone Filter	可设置一个安全属性，两个通道属性相同

系统框图如下：

• 第三种：CANFD Lite模块

RA4E2、RA4T1、RA6T2、RA6E2和RA6T3中搭载这一IP，符合CAN-FD ISO 11898-1 (2015)。

位速率	仲裁阶段高达1 Mbps，数据阶段高达5 Mbps
CAN通道数	1通道
工作时钟外设时钟/APB时钟	最大值≤40 MHz
可选ID类型	11位标准ID； 11位标准ID+18位扩展ID
可选帧类型	数据帧 (RTR = 0)（CAN和CAN-FD 帧）；远程帧 (RTR=1)（仅限CAN帧）
消息缓冲区	最多32个接收消息缓冲区； 4个发送消息缓冲区； 1个发送队列；支持自动消息传输到传输队列。
FIFO数量	2个接收FIFO缓冲区 1个COMMON FIFO可单独配置为： • 接收FIFO • 发送FIFO
增强的接收过滤	支持11位和29位CAN标识符；每个条目的可编程29位CAN标识符接收过滤器Mask；每个FIFO和接收消息缓冲区的可编程路由功能（最多2个路由目的地）； RTR和IDE屏蔽；数据长度代码 (DLC) 过滤器；消息缓冲区负载过载保护；在通信期间更新接收过滤器列表 (AFL) 条目。
中断功能	可配置的全局RX FIFO中断：可单独配置每个FIFO、在接收到特定深度或每收到一条消息触发中断；通道TX中断；全局错误：数据链路校验、邮件丢失、FD有效负载溢出；通道错误：总线错误、警告错误、被动错误、总线断开、总线断开恢复、超载、总线锁、仲裁损失、传输中止
RAM	RAM ECC保护（2位错误检测，1位错误纠正）
掉电功能	CAN节点的模块启动停止功能（通道和全局睡眠模式）
TrustZone Filter	可设置一种安全属性

系统框图如下：

目前RA MCU提供以上三种CAN&CANFD IP，请根据实际需求进行选择。如果需要在CAN总线上添加CAN节点，以上三种CAN&CAN IP均可；如果需要在CAN总线上添加CANFD节点，请选择CANFD或者CANFD Lite；如果需要用到2个通道，请选择RA6M5的CANFD。在选型或者使用过程中，若遇到问题，请联系瑞萨销售或者代理。

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