龙芯7A2000 CAN调试

一、CAN的相关资料

1.《7A2000用户手册》
2.《CAN总线协议中文版》
3.《SJA1000中文版》
初次接触CAN，调试之前建议仔细阅读以上文档。

二、搭建硬件环境

以3A5000+7A2000开发板为例，7A2000的CAN引脚与UART复用，因此两者不可以同时存在，调试CAN时需要硬件工程师确认已经将UART相关引脚断开，将CAN相关引脚接入控制器，如下图所示，如果调试CAN0,CAN2需要将R3671、R3673、R3674、R3676的电阻接上，将电阻R3583、R3585、R3586、R3588去掉。

以测试CAN0与CAN2两个控制器互相收发数据为例，需要使用杜邦线将两个控制器的H接到一起，L接到一起如下图所示。

三、软件环境

首先需要支持7A2000的PMON。
3.1在ACPI表中添加CAN的传参
以CAN0为例，需要修改Targets/ls3a5000_7a/acpi_tables/platform.asl文件，增加如下代码

+  Device (CAN0)
+  {+    Name (_HID, "LOON0009") // _HID: Hardware ID  //制定的设备ID用来匹配内核驱动
+    Name (_UID, 0x0)  // _UID: Unique ID//设备号
+    Name (_CRS, ResourceTemplate ()  // _CRS: Current Resource Settings//资源
+    {+      QWordMemory (ResourceConsumer, PosDecode, MinFixed, MaxFixed, NonCacheable, ReadWrite,
+        0x0000000000000000, // Granularity
+        0x0000000010080400, // Range Minimum //控制器起始地址
+        0x00000000100804FF, // Range Maximum//结束地址
+        0x0000000000000000, // Translation Offset
+        0x0000000000000100, // Length//长度
+        ,, , AddressRangeMemory, TypeStatic)
+      Interrupt (ResourceConsumer, Level, ActiveHigh, Shared, ,, )
+      {+        75,//指定中断号
+      }
+    })
+    Name (_DSD, Package (0x02)  // _DSD: Device-Specific Data
+    {+      ToUUID ("daffd814-6eba-4d8c-8a91-bc9bbf4aa301") /* Device Properties for _DSD */,
+      Package (0x01)
+      {+        Package (0x02)
+        {+          "clock",  //设备自定义的数据
+          50000000
+        }
+      }
+    })
+
+  }

详细内容见0001-add-can-support.patch// 增加CAN的ACPI传参

3.2增加PMON下CAN测试命令
详细内容见0001-add-pmon-can-test-cmd.patch。
需要说明的是此测试文件是以CAN0和CAN2互相收发数据测试为前提，如果测试其他控制器需要修改里面的控制器基地址。

简单的测试说明如下：
1.can
测试程序会分别进行15K、100K、200K、250K、500K、625K、1000K波特率下的CAN0和CAN2标准帧收发测试.，测试通过则每个波特率下均打印PASS
2.can100_s、can200_s、can250_s、can500_s、can1000_s
控制CAN0发对应波特率下的标准帧，
3.can100_r、can200_r、can250_r、can500_r、can1000_r
控制CAN0收对应波特率下的标准帧
4.can_sel ，can_rx
扩展模式下自测试
5.can_ext
测试程序会分别进行15K、100K、200K、250K、500K、625K、1000K波特率下的CAN0和CAN2扩展帧收发测试.，测试通过则每个波特率下均打印PASS
6.can_en
将引脚复用成CAN功能

3.3 配置引脚复用成CAN功能
相关寄存器说明见7A2000手册 4.7章节引脚复用配置寄存器1。
实际操作只需要在PMON命令行下输入can_en命令。
3.4 配置内核CAN驱动

增加CAN ACPI传参解析代码
补丁0001-add-7a2000-can-support.patch
最新的4.19.190内核已经集成了这个补丁，如果使用的是2022年3月份以前的内核需要打上上面的补丁。

3.5 安装系统下的linux测试软件
3.5.1下载canutils，libsocketcan。
libsocketcan地址： https://public.pengutronix.de/software/libsocketcan/libsocketcan-0.0.11.tar.bz2 #0.0.11版本
canutils地址： https://public.pengutronix.de/software/socket-can/canutils/v4.0/canutils-4.0.6.tar.bz2 #4.0.6版本
3.5.2 编译
编译libsocketcan：
tar -jxvf libsocketcan-0.0.11.tar.bz2 -C /home
cd /home/libsocketcan-0.0.11
mkdir out
cp /usr/share/libtool/build-aux/config.sub config/autoconf/config.sub
./configure --host=loongarch64-linux-gnu --prefix=/home/libsocketcan-0.0.11/out --build=loongarch64-linux-gnu
make
make install
配置环境变量
export LD_LIBRARY_PATH=/home/libsocketcan-0.0.11/out/lib/:$LD_LIBRARY_PATH

编译canutils：
tar -jxvf canutils-4.0.6.tar.bz2 -C /home
cd /home/canutils-4.0.6
mkdir out
cp /usr/share/libtool/build-aux/config.sub config/autoconf/config.sub
将 libsocketcan 里面include文件夹下的头文件 libsocketcan.h can_netlink.h 复制到 canutils 的 include 里。
./configure --host=loongarch64-linux-gnu --build=loongarch64-linux-gnu --prefix=/home/canutils-4.0.6/out libsocketcan_LIBS=-lsocketcan LDFLAGS=“-L/home/libsocketcan-0.0.11/out/lib/” libsocketcan_CFLAGS=“-I/home/libsocketcan-0.0.11/out/include”
make
mkae install
配置环境变量
export PATH=/home/canutils-4.0.6/out/bin/:/home/canutils-4.0.6/out/sbin/:$PATH

3.6 linux系统下测试
ifconfig can0 down
ip link set can0 type can bitrate 125000 loopback off //配置can频率125khz
ip link set can0 up
candump can0//等待接收数据

ifconfig can1 down
ip link set can1 type can bitrate 125000 loopback off //配置can频率125khz
ip link set can1 up
cansend can1 0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77 0x88//发送数据
3.7 如何计算波特率
3.7.1背景知识
由于CAN通信中的信号是二进制的，所以对CAN来说，波特率等于比特率。
即波特率等于一秒传输的bit数。
一个bit timing 如下图所示：

基本上，CAN位周期可以细分为四个时间段。每个时间段由若干个时间量程(time Quanta, tq)组成。时间量程是所有配置值的最小时间单位。

SYNC_SEG：是1个时间量程长度。它用于同步各个总线节点。
pro_seg：可编程为1,2，…8时间量程长。它被用来补偿网络上的信号延迟。
PHASE_SEG1：可编程为1,2，…8时间量程长。该算法用于补偿边缘相位误差，在重同步过程中可能会被延长。
PHASE_SEG2 ：(Seg 2)是PHASE_SEG1和信息处理时间的最大值。它还可用于补偿边缘相位误差，在重同步过程中可以缩短时间。对于这一点，PHASE_SEG2的最小值是SJW的值。
信息处理时间小于或等于2个时间量程。
时间量程的总数必须从8到25。(较新的CAN控制器可能允许其他范围。检查如博世M_CAN。
SJW：计算出的波特率是个理论值，在实际的网络通信中由于存在传输的延时、不同节点的晶体的误差等因素,使得网络CAN的波特率的计算变得复杂起来。CAN在技术上便引入了重同步的概念,以更好的解决这些问题。这样重同步带来的结果就是要么时间段1(Tseg1)增加TSJW(同步跳转宽度SJW+1),要么时间段减少TSJW,因此CAN的波特率实际上有一个范围:1/(Tbit+Tsjw) ≤CANbps≤1/(Tbit-Tsjw)。
SAM：决定每比特时间采集的CAN总线采样数。

3.7.2 CAN波特率相关寄存器BRT0 BRT1。
7A2000手册多次提到SJA1000，因此猜测兼容SJA1000的寄存器解释。SJA1000只使用两个8位寄存器来设置CAN协议所需的位定时参数。一个寄存器BTR0包含位定时预分度器的值，另一个寄存器BTR1包含PHASE_SEG1和PHASE_SEG2的值。PHASE_SEG1是根据CAN规范(PROP_SEG + PHASE_SEG1)来编程的。

3.7.3计算波特率
内部时钟周期的频率是外部振荡器的一半，7A2000 CAN外部时钟频率50M，则内部时钟为25M。
波特率计算公式：
25M/（1+BRT0[0-5]）/(1+(1+BRT1[6:4])+(1+BRT1[3-0])))
采样点计算公式：
（1+（1+TSEG1））/（1+（1+TSEG1）+（1+TSEG2））