1. FlexCAN 模块简介
S32K144 共有3个 FlexCAN 模块，其中只有 FlexCAN0 支持 CAN-FD 模式。报文缓冲区（Message Buffer）大小为 16 字节，每一个 FlexCAN 模块的报文缓冲区数量如下表所示：
FlexCAN 模块是根据 ISO 11898-1标准和CAN 2.0 B 协议完成的通信控制器。下图是 FlexCAN 的一个大致框图，描述了在 FlexCAN 模块中的主要子块，包含一个储存相关内容的报文缓冲区，接收全局掩码寄存器（Receive Global Mask Regisiter），接收单个掩码寄存器（Receive Individual Mask Regisiter），接收FIFO滤波器与接收FIFO ID滤波器。相关的子模块在下文描述。
CAN 最初是被设计用来作为交通工具的数据总线，满足这个领域一些特殊的需求：
- 实时处理
- 在交通环境处于 EMI 环境中可靠运行
- 性价比高
- 必需的带宽
FlexCAN 模块是CAN协议的一个高完成度版本，带有动态数据率（Flexible Data rate，CAN FD）协议和 CAN 2.0 B 版本协议，支持标准和拓展数据帧和长达 64 字节的数据传输，频率最大可达到 8Mbps。报文缓冲区存在于 FlexCAN 中一个嵌入的 RAM 中。
协议引擎（Protocol Engine，PE）子模块管理 CAN 总线上的串行通信：
- 请求RAM的权利来接收和发送数据帧
- 确认收到的数据信息
- 执行故障处理
- 检测 CAN FD 数据信息
控制器主机接口（CHI）子模块处理报文缓冲区的发送和接收选择，关注仲裁和 CAN FD 和非 CAN FD 的数据报形式的 ID 匹配
总线接口单元（BIU）子模块为了建立与 CPU 和其他区块的联系，控制来自或前往内部总线接口的访问。时钟和数据总线，中断说出，DMA 和测试信号的权限都要通过 BIU。
2. FlexCAN 模块特性
FlexCAN 模块包括如下特性：
- 高完成度的带有动态数据率（CAN FD）协议和CAN协议0 B 版本：
- 标准数据帧
- 拓展数据帧
- 0至64字节数据长度
- 可编程波特率
- 内容相关地址
- 遵从 ISO 11898-1 标准
- 动态邮箱配置，储存1-8,16,32或64字节的数据长度
- 每一个邮箱都可以配置为发送或接受，均支持标准和拓展数据报格式
- 每一个邮箱都配有单独 Rx 标志寄存器
- 功能全面的 Rx FIFO，可以存储最多达6个帧，使用 DMA 功能进行自动的内部指针处理
- 发送终止功能
- 动态的数据存储器，总共有32个8数据长度的报文缓冲区，可以配置为 Rx 或者 Tx
- 可编程的接入 CAN 协议接口的时钟源，可以使外设时钟或者是晶振
- 没有用来作为发送和接收的 RAM 空间可以用来作为通用的 RAM 空间
- 只听模式功能
- 可编程的回环模式，支持自我测试运行
- 可编程的发送优先级组合：最低 ID，最低缓冲器数量和最高优先级
- 基于16位自由运转定时器的时间标记（Time stamp），包含节选的外部报时信号（time tick）
- 被特殊数据报同步的全局网络时间
- 可屏蔽的中断
- 对于高优先级的数预报，通过仲裁组合（arbitration scheme）降低延迟时间
- 低功率模式，可配置的总线唤醒和接手帧匹配
- 在 CAN FD 数据报在较快速的数据发送率时具有发送延迟补偿特点
- 自动处理或者软件处理远程请求帧
- CAN 位时间设定和配置位只在 Freeze 模式可写
- Tx 邮箱状态（低优先级缓冲器或者空缓冲器）
- 标识符接受过滤滤波命中指示器（Identifier Acceptance Filter Hit Indicator）
- 在状态 1 寄存器中 ERROR 的 SYNCH 位可以用来指示模块是与 CAN 总线同步的
- 发送数据报的 CRC 状态
- Rx FIFO 全局标志寄存器
- 在匹配处理时可选的邮箱和 Rx FIFO 的优先级
- 强力的 Rx FIFO ID 滤波器
- 当前的 FlexCAN 版本具有 100% 向后兼容性
- 支持地功率下的虚拟网络功能：Stop 模式
3. FlexCAN 操作模式
FlexCAN 模块具有以下五种功能模式- 正常模式（用户与管理员）：
在正常模式下，FlexCAN 模块收发数据帧、处理错误，CAN 总线协议的所有功能都将开启。对于一些控制比较严格的寄存器，在用户模式和管理员模式下访问是有区别的。
- 冻结模式：
在配置寄存器 MCR 的 FRZ 和 HALT 位置1时，将开启 FlexCAN 模块的冻结模式。当 MCR[HALT]置位，或 MCU 级请求调试模式（Debug Mode）且 MCR[FRZ_ACK]置位时，FlexCAN 模块将进入冻结模式。在该模式下，将停止收发帧，并将丢失与 CAN 总线的同步。
- 回环模式：
当控制寄存器1的LPB位置位，模块将进入回环模式。在该模式下，通常用于 FlexCAN 模块自测，从发送器发送出的比特流输出到内部的接收器，输入引脚将会被忽略，并且输出引脚将处于逻辑1状态。在发送报文时，回环模式和正常模式一样，接收器认为接收它自己的报文与接收远程节点的报文相同。FlexCAN 模块为保证能正确接收到自己发送的报文，将忽略应答间隙内的应答字段。发送和接收都可以产生中断（如果中断使能的话）。
- 监听模式：
当控制寄存器1的LOM 位置位，FlexCAN 模块将进入监听模式。在该模式下，FlexCAN 模块禁止数据收发，所有的错误计数器都被冻结，且该模块工作在 CAN 总线被动错误模式。只有被其他 CAN 总线节点应答了的报文才可以被监听的节点接收。如果 FlexCAN 模块检测到一个还没有被应答的报文，则标记为一个 BIT0 错误（不会改变 REC），就如它试图应答报文一样。
- CAN-FD 主动模式：
在这种模式下，FlexCAN 模块根据 CAN-FD 协议和 CAN 2.0 协议发送和接收所有报文。通过在冻结模式下配置 MCR[FDEN]位字段，可以将 FlexCAN 模块设置为 CAN-FD 主动模式。
FlexCAN 的三种低功耗模式如下：
- 禁止模式：
当配置寄存器 MCR[MDIS] 置1且 MCR[LPM_ACK]置1时，FlexCAN 模块将会进入禁止模式。如果 FlexCAN 模块被禁止，那么 FlexCAN 模块将会请求停止 CAN 总线协议引擎的时钟并请求禁止控制器主机接口子模块。通过清除配置寄存器的 MCR[MDIS] 可以退出该模式。
- 睡眠模式:
当配置寄存器 MCR[DOZE] 被置1、在 MCU 级请求睡眠模式且 MCR[LPM_ACK] 置1时，FlexCAN 模块将进入睡眠模式。当 FlexCAN 模块处于睡眠模式时，FlexCAN 模块将会请求禁止 CAN 总线协议引擎的时钟并请求禁止 CAN 总线控制器主机接口子系统。当 MCR[DOZE] 被清0、MCU 离开睡眠模式或者检测到 CAN 总线上有活动且自醒机制开启时，FlexCAN 模块将会退出睡眠模式。
- 停止模式:
在 MCU 级请求停止模式并且配置寄存器 MCR[LPM_ACK]置1时，FlexCAN 模块将会进入停止模式。在停止模式中，FlexCAN 模块将会将自己置于不活动状态，然后通知 MCU 可以关闭所有的时钟。当移除停止模式请求或者检测到 CAN 总线上有活动且开启了自醒机制时，FlexCAN 模块将会退出该模式。
4. FlexCAN 信号描述
FlexCAN 模块有两个 I/O 信号连接到外部芯片引脚，下表总结了这两种信号。
- CAN_Rx：这个引脚是 CAN 总线收发器的接收引脚，显性状态由逻辑 0 表示，隐性状态由逻辑 1 表示。
- CAN_Tx：这个引脚是 CAN 总线收发器的发送引脚，显性状态由逻辑 0 表示，隐性状态由逻辑 1 表示。
5. FlexCAN 内存映射与数据结构
本节描述 FlexCAN 模块中的寄存器和数据结构。模块的基址取决于芯片的特定内存映射。
- FlexCAN 内存映射
Flex 模块的基址取决于 MCU 部分内存映射，从模块基址开始共有 128 字节的地址空间用于 FlexCAN 模块的寄存器， 随后是从地址偏移量 0x80 开始的嵌入式 RAM 。
每一个独立的寄存器都通过它的全名及助记符来识别，访问权限可以是管理员身份（Supervisor，S）或者无限制（Unrestricted，U）。大部分的寄存器都可以通过对配置寄存器CAN_MCR[SUPV] 编程设置为管理员身份或者无限制访问。
FlexCAN 模块可以使用邮箱和 Rx FIFO 结构存储用于发送和接收CAN 的报文。
下表列出 FlexCAN 的内存映射，其中地址范围从 0x80 到 0x27F 的偏移量分配 32个128位报文缓冲区（MBs）。
- 报文缓冲区结构
FlexCAN 模块使用时报文缓冲区（Message Buffer，MB）结构如下图所示。CAN 2.0B中使用的扩展帧（29位标识符）和标准帧（11位标识符）中，每个单独的 MB 由 16、24、40或72字节组成，具体大小取决于为消息有效载荷分配的数据字节数（分别对应于8、16、32或64字节）。邮箱使用从 0x80 到 0x27F 的内存区域，当启用 CAN-FD 模式时，每个 MB 的确切地址取决于其有效负载的大小。
- EDL：拓展数据位。该位用来区分是普通 CAN 帧还是 CAN-FD 帧。当 CODE 字段为 0110 时，该位不能置1。
- BRS：位速率选择位。该位决定在 CAN-FD 模式下是否切换速率。
- ESI：错误状态位。该位指示发送节点是主动错误还是被动错误。
- CODE：报文缓冲区码。该字段可以被 MCU 和 FlexCAN 模块访问（读和写），作为报文缓冲区匹配与仲裁过程的一部分，下表为接收/发送 MB 时的 CODE 解码。
- 接收缓冲区的 MB CODE 如下表
注1：SRV，表示处理 MB，可通过读 TIMER 或者被其他的 MB 解锁。
注2：如果一个帧被移入 MB，那么可认为该帧被成功的接收了。
注3：来自于 CAN_CTRL2的远程发送请求位。
注4：Code=1010 不被考虑，并且具有该 CODE 的 MB 应该被丢弃。
注5：对于发送 MB 来说，BUSY 应该在读的时候被忽略，除非 CAN_MCR[AEN] 位被置1，如果该位被置1，那么相应的 MB 将不会参与匹配过程。
- 发送缓冲区的 MB CODE 如下表
- SRR：远程发送请求替代位。当固定隐性位时，SRR 只能用于扩展帧格式，该位必须由用户将其设置为1来传输，并且和从 CAN 总线上接收到的值一起被存储起来。它可以以隐性位或显性位的形式接收，如果 FlexCAN 以显性位接收，那么认为它是仲裁丢失。当 SRR=1 时，采用隐性位，强制用来以扩展帧模式传输；当 SRR=0 时，采用显性位，对于传输扩展模式是不可用的。
- IDE：ID扩展位。该位用来表示是标准帧还是扩展帧。当 IDE=1 时，为扩展帧；当 IDE=0 时，为标准帧。
- RTR：远程发送请求位。该位影响远程帧的行为，是接收过滤器的一部分。如果 FlexCAN 传输1或者0，认为它是仲裁丢失。如果该位以0（显性）传输，在接收时为1（隐性），那么 FlexCAN 模块将会认为这是个错误。如果接收到的值与发送值相同，则认为是一次成功的传输。当 RTR=1 时，如果 MB 为发送 MB，那么表示当前的 MB 可能有一个等待发送的远程请求帧；如果 MB 为接收 MB，那么接收到的远程请求帧将会被存储起来；当 RTR=0 时，表示当前的 MB 有一个数据帧等待传输，在接收 MB 中，它可能会被当成匹配过程。
- DLC：数据的字节长度。该字段为发送或接收数据的长度。在接收阶段，该字段由 FLexCAN 模块写入，是从接收帧的 DLC（Data Length Code） 字段复制而得到的。在传输阶段，该字段由 MCU 写入，并且会传输与 DLC 值相同的帧长度。当 RTR=1 时，被传输的帧为远程帧且不包括数据字段，不考虑 DLC 字段。下表说明了 DLC 与可用数据字节的对应关系。
- TIME STAMP：时间戳位，为自由运行计数器时间戳。这16位是自由运行计数器的备份，用于在当标识符字段的开始出现在 CAN 总线时捕捉传输或者接收帧。
- PRIO：本地优先级。该位只有当 CAN_MCR[LPRION_EN] 位置1时才有用，并且只对传输报文缓冲区有效。这些位不会被传输，他们经常被附加到 ID 来定义传输的优先级。
- ID：帧标识符。在标准帧格式中，只有11位，高位比特（28到18）用来标识接收或者发送的帧，低18位将会被忽略；在扩展帧格式内，所有的位都用来标识传输或者接收的数据帧。
- DATA BYTE0~63：数据字段。最多64字节可用于数据帧。对于接收到的数据帧，以被接收时的格式进行存放。DATA BYTEn 只有当 n 小于 DLC 的值时才有效。对于传输数据帧，该字段用来表示发送的数据帧的长度。
由于篇幅有限，下节我们再继续展开S32DS IDE 中的例程烧录及代码讲解。
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