解析RZ/N2L CANFD模块的缓冲区机制（2）

在工业自动化、智能交通、机器人等领域，CANFD（CAN with Flexible Data-Rate）技术正逐步取代传统CAN，以适应更高的数据速率和更复杂的通信需求。本文将深入解析RZ/N2L CANFD模块的缓冲区机制，帮助工程师更高效地管理CAN消息，提高系统性能。（下面的内容主要涉及RZN2L CANFD外设手册的解读，篇幅较长，感兴趣的读者可以收藏，以备日后不时之需）

RZN2L CAN-FD模块提供高达8 Mbps的数据速率，支持丰富的缓冲管理机制（独立缓冲、FIFO缓冲、共享缓冲），提供完整的消息过滤、错误检测、消息路由及传输管理，同时具备低功耗模式和测试功能，适用于工业控制、汽车电子、自动化系统等需要高可靠性和高性能通信的应用。

接着前面的章节，下面了解一下在FIFO模式下的共享FIFO缓冲区的配置：

1共享FIFO缓冲区的模式配置

配置寄存器：通过CFDCFCCn.CFM[1:0]位设置共享FIFO缓冲区的模式。

00b（RX模式）：默认模式，仅允许从RX FIFO或配置为RX的共享FIFO读取消息（消息存储基于AFL条目）。

01b（TX模式）：消息可以读写到以TX模式配置的共享FIFO缓冲区中，写入的消息会被发送到对应CAN通道。

10b（GW模式）：仅允许读取消息，但CPU读取操作不改变读写指针（指针由CANFD模块自动管理）。

11b（保留模式）：禁止写入，否则可能导致未定义行为。

2GW模式下的缓冲区满处理策略

行为控制位：由CFDCFCCEn.CFMOWM位决定缓冲区满时的操作：

CFMOWM=0：丢弃新消息，并置位CFDCFSTSn.CFMLT标志。

CFMOWM=1：覆盖最旧数据，读指针自动指向下一个旧消息，并置位CFDCFSTSn.CFMOW标志。

错误处理：

在发送缓冲区满且发生总线错误或仲裁丢失时，消息丢失且不重传，读指针自动后移。

3关键注意事项

硬件复位后状态：所有共享FIFO缓冲区默认处于RX模式，需配置完成后再启用。

指针管理：

GW模式：指针仅由CANFD模块控制（如新消息存储或发送完成时）。

TX/RX模式：指针由CPU读写操作直接管理。

保留值风险：不可配置为11b，否则可能引发系统异常。

配置建议

1模式选择：

RX模式：适用于纯接收场景（如传感器数据采集）。

TX模式：适用于需主动发送消息的场景（如控制指令下发）。

GW模式：适用于网关或数据转发场景（需自动管理缓冲区）。

2溢出策略：

若需保留历史数据，选择CFMOWM=0（丢弃新消息）。

若需保证最新数据，选择CFMOWM=1（覆盖旧数据）。

3错误处理：

在GW模式下，需结合总线监控机制，避免因仲裁丢失或错误导致关键消息丢失。

潜在问题

指针不一致：在GW模式下，若手动操作指针可能导致数据错乱，需严格依赖模块自动管理。

配置顺序错误：未完成模式配置前启用FIFO缓冲区，可能导致消息路由异常。

关于FIFOTX消息缓冲区的链接配置的解读：

1FIFO TX消息缓冲区链接的必要性

应用场景：当共享FIFO配置为TX模式或GW模式时，必须将其链接至一个Normal TX消息缓冲区，以参与CAN通道的传输扫描。

核心作用：通过链接实现FIFO缓冲区与CAN通道的通信调度，确保数据传输的协调性。

2关键配置规则

唯一性约束：

每个共享FIFO必须链接到唯一的TX消息缓冲区，禁止多个FIFO共享同一缓冲区（避免数据冲突）

操作限制：

禁止向已链接的TX消息缓冲区直接写入数据。

链接的TX消息缓冲区不可加入TX队列（避免干扰FIFO传输逻辑）。

3配置方法

寄存器设置：通过CFDCFCCn.CFTML[4:0]位（5位字段）配置链接的TX消息缓冲区编号。

可选范围：

0x00→TX Message Buffer 32

0x01→TX Message Buffer 33

...

0x1F→TX Message Buffer 63

缓冲区总数：共32个专用TX消息缓冲区（编号3263）。

4注意事项

配置冲突风险：若两个FIFO链接到同一缓冲区，可能导致数据覆盖或传输错误。

范围限制：必须确保CFDCFCCn.CFTML[4:0]的值在0x000x1F范围内（超出会导致未定义行为）。

配置流程建议

1分配缓冲区：

根据系统需求，为每个TX/GW模式的共享FIFO分配唯一的TX消息缓冲区（从32到63中选择）。

2寄存器写入：

通过CFDCFCCn.CFTML[4:0]位设置对应的缓冲区编号。

3验证隔离性：

确保链接的缓冲区未加入TX队列，且未被其他FIFO占用。

潜在问题与解决

传输失败：若未正确链接缓冲区，可能导致FIFO无法参与传输扫描，需检查CFDCFCCn.CFTML配置。

数据丢失：若多个FIFO共享同一缓冲区，需重新分配缓冲区编号并更新寄存器设置。

示例配置

FIFO1：配置为TX模式，链接至TXMessageBuffer32（CFTML[4:0]=0x00）。

FIFO2：配置为GW模式，链接至TXMessageBuffer33（CFTML[4:0]=0x01）。

其他FIFO：依此类推，确保编号唯一。

下面是关于FIFO深度配置的解读：

1FIFO深度配置

（FIFO Depth Configuration）

配置寄存器：

RX FIFO：通过CFDRFCCn.RFDC[2:0]位设置深度。

共享FIFO：通过CFDCFCCn.CFDC[2:0]位设置深度。

关键限制：

RAM分配上限：总消息数（RX消息缓冲区+FIFO缓冲区）不得超过（（n+1）*256），n为CAN通道数或其他参数）。

用户需自行确保配置不超限，否则可能导致内存溢出或数据丢失。

链接有效性条件：

当共享FIFO深度≥4消息时，其TX消息缓冲区链接始终有效（无论FIFO是否启用）。

若深度为0，链接无效。

2FIFO有效载荷大小配置

（FIFO Payload Size Configuration）

配置寄存器：

RX FIFO：通过CFDRFCCn.RFDC[2:0]位设置深度。

共享FIFO：通过CFDCFCCn.CFDC[2:0]位设置深度。

默认值：8字节（寄存器值000b）。

配置注意事项

1深度与链接关系：

若需使用共享FIFO的TX消息缓冲区链接，必须确保其深度≥4消息。

深度为0时，FIFO无法启用且链接无效。

2性能与容量权衡：

增加FIFO深度可缓存更多消息，但会占用更多RAM。

增大有效载荷支持更大数据帧，但可能降低实时性（需匹配总线速率）。

潜在问题与解决方案

配置超限风险：若总消息数超过RAM上限，需减少FIFO深度或调整RX消息缓冲区数量。

无效链接操作：若深度<4时尝试启用链接，需检查CFDCFCCn.CFDC[2:0]值并重新配置。

数据截断：若接收帧超过配置的有效载荷大小，需结合CFDGCFG.CMPOC位设置处理策略（见前文解析）。

示例配置

1共享FIFO配置：

模式：TX模式（CFDCFCCn.CFM[1:0]=01b）。

深度：16消息（CFDCFCCn.CFDC[2:0]=011b）。

有效载荷：64字节（CFDCFCCn.CFPLS[2:0]=111b）。

TX缓冲区链接：TXMessageBuffer32（CFDCFCCn.CFTML[4:0]=0x00）。

2RXFIFO配置：

深度：32消息（CFDRFCCn.RFDC[2:0]=100b）。

有效载荷：32字节（CFDRFCCn.RFPLS[2:0]=101b）。