【STM32】STM32 CANFD外设的几种消息接收过滤模式

在控制器区域网络（CAN）系统中，正确配置消息过滤器对于有效管理网络通信至关重要。特别是在使用Flexible Data-rate Controller Area Network（FDCAN）时，选择合适的过滤器类型可以大大提高网络效率和消息处理速度。

STM32G47x芯片的CAN外设有如下几种接收消息过滤方法：

/** @defgroup FDCAN_filter_type FDCAN Filter Type
  * @{
  */
#define FDCAN_FILTER_RANGE         ((uint32_t)0x00000000U) /*!< Range filter from FilterID1 to FilterID2                        */
#define FDCAN_FILTER_DUAL          ((uint32_t)0x00000001U) /*!< Dual ID filter for FilterID1 or FilterID2                       */
#define FDCAN_FILTER_MASK          ((uint32_t)0x00000002U) /*!< Classic filter: FilterID1 = filter, FilterID2 = mask            */
#define FDCAN_FILTER_RANGE_NO_EIDM ((uint32_t)0x00000003U) /*!< Range filter from FilterID1 to FilterID2, EIDM mask not applied */

FDCAN_FILTER_RANGE (0x00000000U)：

• 这是一种范围过滤模式。
• 在这种模式下，使用两个ID值（FilterID1 和 FilterID2）来定义一个被接受的消息ID范围。
• 任何在这个范围内（包括边界值）的消息ID都将通过过滤器。
• 例如：如果 FilterID1 设置为 100，FilterID2 设置为 200，那么任何ID在 100 到 200 之间（包括 100 和 200）的消息都会被接受。

FDCAN_FILTER_DUAL (0x00000001U)：

• 这种模式实现了双ID过滤。
• 它使用两个特定的ID（FilterID1 和 FilterID2），任何与这两个ID中的任何一个匹配的消息都会被接受。
• 例如：如果 FilterID1 是 123，FilterID2 是 456，那么任何ID为 123 或 456 的消息都将通过过滤器。

FDCAN_FILTER_MASK (0x00000002U)：

• 这是一种经典的过滤方式，称为掩码过滤。
• 在这种模式下，FilterID1 是过滤ID，FilterID2 是掩码。
• 控制器使用掩码来确定哪些位在过滤ID中是必须匹配的。
• 例如：如果 FilterID1 设置为 100，FilterID2（掩码）设置为 0xF0，则只有那些ID的高4位与 100 的高4位匹配的消息才会被接受。
• 即满足如下条件：
  $$FilterID2\&ReceiveMsgID==FilterID2\&FilterID1$$

FDCAN_FILTER_RANGE_NO_EIDM (0x00000003U)：

• 这也是一种范围过滤模式，但在这种模式下，EIDM（扩展ID掩码）不会被应用。
• 与标准的范围过滤类似，它接受在 FilterID1 和 FilterID2 之间的所有消息ID。
• 但与标准范围过滤不同的是，它不使用额外的掩码来进一步接受的消息ID。
• 每种过滤模式都有其特定的用途和应用场景，选择合适的过滤模式取决于CAN网络中的特定需求和消息流量。

每种FDCAN过滤器类型都有其独特的应用场景和优势。在选择合适的过滤策略时，重要的是要考虑您的网络需求和消息流量特点。通过理解这些过滤器类型的工作原理，您可以更有效地配置您的CAN网络，确保数据传输的高效和准确。

关于EIDM

EIDM（Extended Identifier Mask）在FDCAN（Flexible Data-rate Controller Area Network）系统中用于过滤消息时起着重要作用。EIDM主要用于在掩码过滤中细化对扩展标识符（Extended Identifier）的匹配。在CAN通信中，标识符用于区分不同的消息，而扩展标识符允许更多的消息ID。

EIDM的作用是为扩展标识符提供一个额外的掩码层，使得过滤器可以更精确地匹配特定的消息ID。通过EIDM，您可以指定哪些位必须匹配才能让消息通过过滤器，从而提供了更高的灵活性和精确控制。

例子
假设您有一个扩展ID为 0x1F345678 的消息，您希望只接收具有特定模式的ID。您可以使用掩码过滤器和EIDM来实现这一点：

设置过滤ID：假设您设置过滤ID为 0x1F345678。
应用EIDM：您可以设置EIDM为 0xFFF00000。这个掩码指定了只有ID的高12位需要匹配，而低20位可以是任何值。
在这种情况下，任何高12位与 0x1F3 匹配的扩展ID都会通过过滤器。这意味着ID如 0x1F300000、0x1F3FFFFF 等都会被接受，因为它们在掩码指定的位上与过滤ID匹配。

• 即满足如下条件：
  $$EIDM\&ReceiveMsgID==EIDM\&SetID$$

EIDM在需要对大量消息进行精确控制时非常有用，尤其是在复杂的CAN网络环境中，例如汽车或工业自动化系统，这种精确的消息过滤能够确保只有相关和必要的信息被处理。

FDCAN_RxHeaderTypeDef RxHeader;
uint8_t RxData[8];
void FDCAN1_Config(void)
{
  FDCAN_FilterTypeDef sFilterConfig;
  /* Configure Rx filter */
  sFilterConfig1.IdType = FDCAN_EXTENDED_ID;             /* 设置标准ID或者扩展ID */
  sFilterConfig1.FilterIndex = 0;                        /* 用于过滤索引，如果是标准ID，范围0到127。如果是扩展ID，范围0到。这个的数量在配置CAN过滤器外设的时候配置了。就是这个个CAN外设，你配置了几个过滤器，然后这个这个FilterIndex  */
  sFilterConfig1.FilterType = FDCAN_FILTER_MASK;         /* 过滤器采样屏蔽位模式 */
  sFilterConfig1.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0; /* 如果过滤匹配，将数据保存到Rx FIFO 0 */
  sFilterConfig1.FilterID1 = 0x111;                      /* 屏蔽位模式下，FilterID1是消息ID */
  sFilterConfig1.FilterID2 = 0x7FF;                      /* 屏蔽位模式下，FilterID2是消息屏蔽位 */

  if (HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig1) != HAL_OK) /* 配置过滤器 */
  {
    Error_Handler();
  }


  /* Configure global filter:
     Filter all remote frames with STD and EXT ID
     Reject non matching frames with STD ID and EXT ID */
  if (HAL_FDCAN_ConfigGlobalFilter(&hfdcan1, FDCAN_REJECT, FDCAN_REJECT, FDCAN_FILTER_REMOTE, FDCAN_FILTER_REMOTE) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  if (HAL_FDCAN_ActivateNotification(&hfdcan1, FDCAN_IT_RX_FIFO0_NEW_MESSAGE, 0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /* Start the FDCAN module */
  if (HAL_FDCAN_Start(&hfdcan1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

void HAL_FDCAN_RxFifo0Callback(FDCAN_HandleTypeDef *hfdcan, uint32_t RxFifo0ITs)
{
  if((RxFifo0ITs & FDCAN_IT_RX_FIFO0_NEW_MESSAGE) != RESET)
  {
    /* Retrieve Rx messages from RX FIFO0 */
    if (HAL_FDCAN_GetRxMessage(hfdcan, FDCAN_RX_FIFO0, &RxHeader, RxData) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }
  }
}

HAL_FDCAN_ConfigGlobalFilter
@brief 配置FDCAN全局过滤器。
@param hfdcan 指向包含指定FDCAN配置信息的FDCAN_HandleTypeDef结构体的指针。
@param NonMatchingStd 定义了如何处理接收到的具有11位ID且不匹配过滤器列表中任何元素的消息。
此参数可以取值 @arg FDCAN_Non_Matching_Frames。
@param NonMatchingExt 定义了如何处理接收到的具有29位ID且不匹配过滤器列表中任何元素的消息。
此参数可以取值 @arg FDCAN_Non_Matching_Frames。
@param RejectRemoteStd 过滤或拒绝所有远程11位ID帧。
此参数可以取值 @arg FDCAN_Reject_Remote_Frames。
@param RejectRemoteExt 过滤或拒绝所有远程29位ID帧。
此参数可以取值 @arg FDCAN_Reject_Remote_Frames。
@retval HAL状态

/** @defgroup FDCAN_Non_Matching_Frames FDCAN non-matching frames

• @{
  /
  #define FDCAN_ACCEPT_IN_RX_FIFO0 ((uint32_t)0x00000000U) /!< Accept in Rx FIFO 0 /
  #define FDCAN_ACCEPT_IN_RX_FIFO1 ((uint32_t)0x00000001U) /!< Accept in Rx FIFO 1 /
  #define FDCAN_REJECT ((uint32_t)0x00000002U) /!< Reject /
  /*
• @}
  */

/** @defgroup FDCAN_Reject_Remote_Frames FDCAN reject remote frames

• @{
  /
  #define FDCAN_FILTER_REMOTE ((uint32_t)0x00000000U) /!< Filter remote frames /
  #define FDCAN_REJECT_REMOTE ((uint32_t)0x00000001U) /!< Reject all remote frames */