【产品应用】MX2000上如何拓展CAN接口？

ZLG致远电子 2023-06-21 455

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描述

MX2000平台接口虽然丰富，但其本身不具备CAN接口。如果在实际产品应用中，需要使用到CAN接口的时候那该怎么办呢？本文将以新产品MX2000核心板为例讲述如何解决该问题。

概述

MX2000平台上不具备CAN接口，但可通过我司CSM300(A)系列SPI(UART)转CAN模块进行拓展CAN接口。在实际产品应用场景中如果需要使用CAN接口，则可以参考本文进行拓展、测试、评估。

软硬件准备

硬件：MX2000-EV-Board评估板一块、CSM300(A)模块一个、CSM-Eval评估套件一个、连接线缆若干、电源等；
软件：MX2000 SDK、CSM300(A)技术支持包等。

硬件设计和连接使用SPI转CAN功能时，需要将CSM300(A)的MODE引脚接至高电平(3.3V)。MCU的SPI接口与CSM300(A)的SPI接口连接，同时MCU需要提供GPIO与RST、INT、CTL0、CTL1引脚连接，实现对CSM300(A)的有效监测与控制。若需要通过MCU对CSM300(A)进行配置，则需要额外的GPIO与CFG引脚连接。图1是CSM300A的参考电路。不使用的模块引脚只需悬空而不用连接，以免因电路连接不当从而造成模块损坏。

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图1 CSM300参考电路图如果仅需评估，则可以通过CSM-Eval评估套件将CSM300(A)和MX2000-EV-Board连接。CSM-Eval评估套件需要使用一路SPI接口和5个电平为3.3V的GPIO；MX2000-EV-Board在J28上引出了SPI1和若干个电平为3.3V的GPIO，具体接线可以参考表1所示。表1 CSM-Eval接MX2000-EV-Board引脚对应表

CSM-Eval引脚	MX2000-EV-Board端引脚	CSM-Eval引脚	MX2000-EV-Board端引脚
SSEL	SSI1_CE0	CFG	PB27
SCK	SSI1_SCK	INT	PC20
MISO	SSI1_DI	CTL0	PB24
MOSI	SSI1_DO	CTL1	PB25
GND	GND	RST	PB26
VCC	3.3V

软件改动1. 修改设备树在设备树中增加如下节点：

&spi1 {
  status = "okay";
  pinctrl-names = "default";
  pinctrl-0 = <&spi1_pe_normal>, <&spi1_pe_cs>;
  spi-max-frequency = <2000000>;
  num-cs = <1>;
  cs-gpios = <0>;
  ingenic,chnl = <0>;
  ingenic,allow_cs_same = <1>;
  ingenic,bus_num = <0>;
  ingenic,has_dma_support = <0>;
  ingenic,spi-src-clk = <1>;/*0.ext; 1.ssi*/


    /delete-node/ spidev@0;  // 删除原有spidev节点
        
  csm300@0 {
    compatible = "zhiyuan,csm300";
    status = "okay";
    spi-max-frequency = <1000000>;
     reg = <0>;
    gpios = <&gpb 24  GPIO_ACTIVE_LOW INGENIC_GPIO_NOBIAS  /* CTL0引脚 */ 
         &gpb 25  GPIO_ACTIVE_LOW INGENIC_GPIO_NOBIAS      /* CTL1引脚 */
         &gpb 26  GPIO_ACTIVE_LOW INGENIC_GPIO_NOBIAS      /* RST引脚  */
         &gpb 27  GPIO_ACTIVE_LOW INGENIC_GPIO_NOBIAS       /* CFG引脚  */
    >;
    interrupt-parent = <&gpc>;
    interrupts = <20 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
  };
};

2. 增加驱动并修改内核配置

驱动文件请联系FAE或者销售工程师。将驱动文件csm300.c，放置于kernel/drivers/net/can/spi/文件夹下。并在该目录的Makefile文件中加入以下内容：

obj-$(CONFIG_CAN_CSM3XX)  += csm300.o/*添加至文件末尾*/

同时在该目录下的Kconfig文件中加入以下内容：

config CAN_CSM3XX 
  tristate "CSM3XX SPI CAN controllers"
  help 
    Driver for CSM3XX SPI CAN controllers.

最后在menuconfig菜单中或defconfig配置文件中，打开对应内核配置，重新编译内核并烧录到评估板中。

成功加载并且硬件连接无误的情况下，会出现如下log打印。

[root@MX2000:~]# dmesg | grep csm
[ 0.991286] csm300 check id response:
[ 0.991356] csm300 spi0.0: csm300 check id succeed
[ 0.991717] csm300 spi0.0 can0: csm300 successfully initialized.

如果硬件连接不正确，则会在初始化时候出现以下错误log打印。

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图2 CSM300(A)初始化错误LOG图

致远电子 性能测试

将CSM-Eval评估套件通过USB CAN卡USBCAN-4E-U和电脑连接，框图如图3所示。

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图3 连接框图参考以下命令，对CAN进行配置：

[root@MX2000 ]# ip link set can0 down
[root@MX2000 ]# ip link set can0 type can bitrate 1000000 #设定比特率
[ 3205.411204] set bitrate is 1000000
[root@MX2000 ]# ip link set can0 up                       #挂起can卡
[ 3210.251020] csm300   check id response: 
[ 3210.251031] 0xf7 
[ 3210.255100] 0xf8 
[ 3210.257092] 0x2 
[ 3210.259082] 0x13 
[ 3210.260984] 0x1e 
[ 3210.451014] csm300 setup response: 
[ 3210.453010] 0xf7 
[ 3210.456620] 0xf8 
[ 3210.458610] 0x1 
[ 3210.460599] 0x13 
[ 3210.462498] 0x1d 
[ 3210.464486] csm300 setup succeed
[root@MX2000 ]# echo 204800 > /sys/class/net/can0/tx_queue_len #设置发送队列长度

MX2000端推荐使用以下命令进行测试。其中-g 后面所带参数代表间隔时间（单位:s），经过测试会直接影响丢包率，最优为0.1。

[root@MX2000 ]# cangen -g 0.1 -I 0x122 -L 8 -D i can0 -n 204800

电脑端使用ZCANPRO专业软件进行测试，得出结果在此帧率下丢包率为0%，如图4所示。

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图4 性能测试结果图

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