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RCAN

介绍 K3 rcpu（ESOS/RTT）平台 RCAN 模块的定位、软件层次、设备树写法以及应用侧使用方式。

模块介绍​

RCAN（R-domain CAN）是 K3 小核心侧的 CAN 总线控制器，基于 FlexCAN 硬件 IP，通过 RT-Thread CAN 框架向上提供统一的 CAN 设备接口。在 K3 小核心 ESOS 中，RCAN 模块主要承担以下职责：

  • 提供 CAN 2.0A/B 和 CAN FD 协议支持
  • 支持标准帧（11-bit ID）和扩展帧（29-bit ID）
  • 支持灵活的接收过滤器配置（ID + Mask）
  • 通过中断方式收发 CAN 报文
  • 支持环回模式（Loopback）用于自测
  • 通过 RT-Thread CAN 框架注册为 CAN 设备，供应用层使用
  • 与 pinctrl 子系统配合，将 CAN 功能复用到目标 PAD

功能介绍​

从应用到硬件的大致调用关系如下：

应用/组件驱动
├─ rt_device_find("flexcan0")
├─ rt_device_open()
├─ rt_device_read()
├─ rt_device_write()
└─ rt_device_control()

                │
                ▼
RT-Thread CAN 框架
├─ components/drivers/can/can.c
└─ components/drivers/include/drivers/can.h

                │
                ▼
SoC CAN 驱动层
├─ bsp/spacemit/drivers/can/drv_can.c       # 设备注册与 RT-Thread 接口适配
├─ bsp/spacemit/drivers/can/fsl_flexcan.c   # FlexCAN 控制器底层操作
├─ bsp/spacemit/drivers/can/fsl_flexcan.h   # 寄存器定义与数据结构
└─ bsp/spacemit/drivers/can/flexcan-test.c  # 测试命令实现

                │
                ▼
FlexCAN 控制器硬件
└─ flexcan0 ~ flexcan4

源码结构介绍​

驱动源码位于 bsp/spacemit/drivers/can 目录：

bsp/spacemit/drivers/can/
├── drv_can.c         # 设备树解析、设备注册与 RT-Thread CAN 框架适配
├── drv_can.h         # CAN 寄存器位定义与宏
├── fsl_flexcan.c     # FlexCAN 控制器底层操作（初始化、收发、过滤器配置）
├── fsl_flexcan.h     # FlexCAN 寄存器定义与数据结构
├── flexcan-test.c    # MSH 测试命令实现（loopback/send/recv/filter/stress）
└── SConscript        # 编译脚本

关键特性​

特性特性说明
控制器数量支持 flexcan0 ~ flexcan4，共 5 路
协议支持CAN 2.0A/B、CAN FD
帧类型标准帧（11-bit ID）、扩展帧（29-bit ID）
数据长度CAN 2.0：08 字节；CAN FD：064 字节
波特率仲裁段：最高 1 Mbps；数据段（FD）：最高 5 Mbps
接收邮箱12 个独立 RX Mailbox，支持 ID + Mask 过滤
发送邮箱1 个 TX Mailbox（MB13）
工作模式正常模式、环回模式（Loopback）、监听模式（Listen-Only）
时钟源80 MHz（来自 PLL6_80）

支持的波特率配置​

仲裁段波特率数据段波特率（FD）典型应用场景
125 kbps-低速 CAN 网络
250 kbps-工业控制
500 kbps1 Mbps汽车电子（默认配置）
1 Mbps2 Mbps高速 CAN FD

配置介绍​

主要包括 Kconfig 配置 和 DTS 配置。

Kconfig 配置​

1. 启用 RT-Thread CAN 框架： RT_USING_CAN（由 BSP_USING_CAN 自动选中）

2. 启用 CAN FD 支持： RT_CAN_USING_CANFD（由 BSP_USING_CAN 自动选中）

3. 启用 CAN 驱动： BSP_USING_CAN（默认：y）

-> Hardware Drivers Config
  -> On-chip Peripheral Drivers
    [*] Enable CAN

DTS 配置​

pinctrl​

在 k3-pinctrl.dtsi 中，RCAN 相关引脚已给出多组默认配置，例如 rcan0 提供两组可选引脚：

rcan0_0_cfg: rcan0-0-cfg {
    pinctrl-single,pins = <
        K3_PADCONF(GPIO_57, (MUX_MODE3 | EDGE_NONE | PULL_UP | PAD_DS8))  /* rcan0 rx */
        K3_PADCONF(GPIO_58, (MUX_MODE3 | EDGE_NONE | PULL_UP | PAD_DS8))  /* rcan0 tx */
    >;
};

rcan0_1_cfg: rcan0-1-cfg {
    pinctrl-single,pins = <
        K3_PADCONF(GPIO_90, (MUX_MODE6 | EDGE_NONE | PULL_UP | PAD_DS8))  /* rcan0 rx */
        K3_PADCONF(GPIO_91, (MUX_MODE6 | EDGE_NONE | PULL_UP | PAD_DS8))  /* rcan0 tx */
    >;
};

根据板级原理图选择对应的引脚组，参考 pinctrl。

DTSI 配置示例​

k3.dtsi 中定义了各 CAN 控制器节点，通常无需修改：

flexcan0: can0@c0710000 {
    compatible = "spacemit,flexcan0";
    reg = <0xc0710000 0x10000>;
    interrupt-parent = <&intc>;
    interrupts = <0 36 0>;
    clocks = <&ccu CLK_RCPU_CAN0>, <&ccu CLK_RST_RCPU_CAN0>;
    clock-frequency = <80000000>;
    status = "disabled";
};

板级 DTS 配置示例​

在板级 DTS 中启用对应 CAN 并选择引脚组：

&flexcan0 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&rcan0_0_cfg>;
    status = "okay";
};

&flexcan1 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&rcan1_0_cfg>;
    status = "okay";
};

&flexcan2 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&rcan2_0_cfg>;
    status = "okay";
};

&flexcan3 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&rcan3_0_cfg>;
    status = "okay";
};

&flexcan4 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&rcan4_0_cfg>;
    status = "okay";
};

接口介绍​

RCAN 通过 RT-Thread 标准 CAN 设备接口操作，设备名为 flexcan0 ~ flexcan4。

查找设备

rt_device_t rt_device_find(const char *name);
  • name：设备名，如 "flexcan0"
  • 返回值：设备句柄，失败返回 RT_NULL

配置 CAN 参数

rt_err_t rt_device_control(rt_device_t dev, int cmd, void *arg);
  • cmd：RT_DEVICE_CTRL_CONFIG
  • arg：struct can_configure *，配置波特率、工作模式、CAN FD 使能等

打开设备

rt_err_t rt_device_open(rt_device_t dev, rt_uint16_t oflag);
  • oflag 常用标志：
    • RT_DEVICE_FLAG_INT_TX：中断发送模式
    • RT_DEVICE_FLAG_INT_RX：中断接收模式

发送 CAN 报文

rt_size_t rt_device_write(rt_device_t dev, rt_off_t pos, const void *buffer, rt_size_t size);
  • pos：固定传 0
  • buffer：struct rt_can_msg *
  • size：sizeof(struct rt_can_msg)
  • 返回值：成功返回 sizeof(struct rt_can_msg)

接收 CAN 报文

rt_size_t rt_device_read(rt_device_t dev, rt_off_t pos, void *buffer, rt_size_t size);
  • pos：固定传 0
  • buffer：struct rt_can_msg *
  • size：sizeof(struct rt_can_msg)
  • 返回值：成功返回 sizeof(struct rt_can_msg)

设置接收过滤器

rt_err_t rt_device_control(rt_device_t dev, int cmd, void *arg);
  • cmd：RT_CAN_CMD_SET_FILTER
  • arg：struct rt_can_filter_config *，配置过滤器 ID 和 Mask

关闭设备

rt_err_t rt_device_close(rt_device_t dev);

示例使用​

发送标准帧示例​

rt_device_t dev = rt_device_find("flexcan0");

struct can_configure cfg = CANDEFAULTCONFIG;
cfg.baud_rate = CAN500kBaud;
cfg.mode = RT_CAN_MODE_NORMAL;
rt_device_control(dev, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &cfg);

rt_device_open(dev, RT_DEVICE_FLAG_INT_TX | RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);

struct rt_can_msg msg = {0};
msg.ide = RT_CAN_STDID;
msg.rtr = RT_CAN_DTR;
msg.id = 0x123;
msg.len = 8;
for (int i = 0; i < 8; i++)
    msg.data[i] = i;

rt_device_write(dev, 0, &msg, sizeof(msg));
rt_device_close(dev);

接收报文示例​

rt_device_t dev = rt_device_find("flexcan0");

struct can_configure cfg = CANDEFAULTCONFIG;
cfg.baud_rate = CAN500kBaud;
cfg.mode = RT_CAN_MODE_NORMAL;
rt_device_control(dev, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &cfg);

rt_device_open(dev, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);

struct rt_can_msg msg;
if (rt_device_read(dev, 0, &msg, sizeof(msg)) == sizeof(msg))
{
    rt_kprintf("RX: ID=0x%X len=%d\n", msg.id, msg.len);
}

rt_device_close(dev);

CAN FD 发送示例​

struct can_configure cfg = CANDEFAULTCONFIG;
cfg.baud_rate = CAN500kBaud;
cfg.baud_rate_fd = CAN1MBaud;
cfg.enable_canfd = 1;
rt_device_control(dev, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &cfg);

struct rt_can_msg msg = {0};
msg.ide = RT_CAN_STDID;
msg.rtr = RT_CAN_DTR;
msg.id = 0x200;
msg.len = 12;
msg.fd_frame = 1;
msg.brs = 1;  /* 数据段使用 1 Mbps */
for (int i = 0; i < 12; i++)
    msg.data[i] = i;

rt_device_write(dev, 0, &msg, sizeof(msg));

设置接收过滤器示例​

struct rt_can_filter_item filter;
filter.ide = RT_CAN_STDID;
filter.rtr = RT_CAN_DTR;
filter.id = 0x200;
filter.mask = 0x7FF;  /* 精确匹配 0x200 */
filter.mode = 0;
filter.hdr_bank = 0;

struct rt_can_filter_config cfg;
cfg.count = 1;
cfg.actived = 1;
cfg.items = &filter;

rt_device_control(dev, RT_CAN_CMD_SET_FILTER, &cfg);

应用开发​

完整测试代码参考：bsp/spacemit/drivers/can/flexcan-test.c

Debug 介绍​

MSH 命令行​

可在 MSH 中使用 can_test 命令进行调试。

查看帮助：

msh > can_test

环回自测（需 CAN FD 支持）：

msh > can_test loopback flexcan0

该测试会发送 3 帧（经典 CAN 8 字节、FD 12 字节无 BRS、FD 12 字节有 BRS），并验证全部接收成功。

发送单帧：

msh > can_test send flexcan0 0x123 de ad be ef

发送 ID=0x123 的标准帧，数据为 DE AD BE EF。

接收报文：

msh > can_test recv flexcan0 4

接收 4 帧报文并打印。

设置过滤器并接收：

msh > can_test filter flexcan0 0x200 0x7FF

设置过滤器精确匹配 ID=0x200，然后接收 1 帧。

压力测试（需 TX-RX 短接）：

msh > can_test stress flexcan0 200

环回模式下发送 200 帧，验证收发计数一致。

查看设备注册情况​

msh > list_device
device           type         ref count
-------- -------------------- ----------
flexcan0 CAN Device           0
flexcan1 CAN Device           0

FAQ​

CAN 设备找不到​

  1. 确认 BSP_USING_CAN 已启用
  2. 确认板级 DTS 中对应 CAN 节点 status = "okay"
  3. 查看内核日志确认驱动初始化：dmesg | grep can

发送失败或接收不到数据​

  1. 确认 CAN 总线上有终端电阻（120Ω）
  2. 确认收发两端波特率一致
  3. 检查 pinctrl 引脚组是否与板级原理图一致
  4. 使用环回模式（RT_CAN_MODE_LOOPBACK）排除硬件问题

CAN FD 报文发送失败​

  1. 确认 cfg.enable_canfd = 1 已设置
  2. 确认 msg.fd_frame = 1 已设置
  3. 确认对端设备支持 CAN FD 协议