RA MCU CAN和CANFD IP介紹
瑞薩RA MCU（Renesas RA Microcontroller Unit）是一種高性能且多功能的微控制器單元，由瑞薩電子公司推出。它是基于ARM Cortex-M內核的先進微控制器系列，專為滿足廣泛的嵌入式應用需求而設計。
RA MCU系列提供了廣泛的產品線和內核選項，以滿足不同級別、成本和性能要求。這些微控制器單元集成了豐富的外設和功能模塊，包括模擬轉換器、數字輸入輸出（GPIO）端口、通信接口（如UART、SPI、I2C）以及定時器等。這使得RA MCU具備了出色的通信能力、數據處理和控制性能，適用于各種行業和應用領域。
除了以上通信接口，RA中多款MCU還配備了CAN或者CANFD模塊。RA MCU中的CAN（Controller Area Network）和CANFD（Controller Area Network with Flexible Data Rate）模塊是用于實現高性能數據通信的重要功能。
CAN是一種廣泛應用于汽車、工業控制和物聯網等領域的串行通信協議。其特點是具有高可靠性、抗干擾能力強和可擴展性好。CAN通信使用兩根差分信號線（CAN_H和CAN_L），以確?？煽康貍鬏敂祿?。RA MCU的CAN模塊支持標準CAN協議，具備多個接收和發送FIFO緩沖區，用于存儲收發的CAN幀。它還提供了靈活的過濾和接收模式選擇功能，能夠滿足不同應用的數據傳輸要求。
而CANFD是對傳統CAN協議的擴展，能夠以更高的速率傳輸數據和更大的數據負載。CANFD模塊可以在CAN和CANFD之間進行切換，以適應不同的通信需求。與CAN相比，CANFD具有更高的數據傳輸速率和更大的數據幀長度，提供了更大的靈活性和性能。RA MCU的CANFD模塊支持CAN2.0B和CANFD的協議規范，能夠在高速、高負載的應用場景下提供可靠的數據通信。它具備更大的接收和發送FIFO緩沖區，以適應更高速率、更大負載的數據傳輸。同時，CANFD模塊還提供了更豐富的過濾和接收模式配置選項，以滿足不同應用的需求。
RA MCU中的CAN和CANFD模塊通過提供靈活而高性能的數據通信功能，使開發者能夠輕松構建復雜的通信系統。無論是用于車載電子、工業自動化還是物聯網設備，CAN和CANFD模塊都是實現可靠數據傳輸的理想選擇。
? 第一種：CAN模塊
RA2L1、RA4M1、RA4M2、RA4M3、RA4E1、RA6M1、RA6M2、RA6M3、RA6M4、RA6T1和RA6E1中搭載這一IP，符合ISO 11898-1、CAN 2.0A、CAN 2.0B協議標準。
位速率 | 數據傳輸率可高達1 Mbps (fCAN≥8 MHz)； fCAN：CAN時鐘源 |
Mailbox | 32個Mailbox，2種模式 ? 普通mailbox模式：32個mailbox，可獨立配置用于發送或接收 ? FIFOmailbox模式：24個mailbox，可獨立配置用于發送或接收，其余Mailbox接收和發送4級FIFO |
接收過濾器 | 8個獨立接收Mask（每4個Mailbox有1個）； 每個Mailbox可以獨立啟用或禁用Mask。 |
發送 | 支持數據幀和遠程幀發送； 傳輸ID格式可選擇僅標準ID、僅擴展ID或混合ID； 可編程一次性傳輸功能； 廣播消息功能； 可根據消息ID或Mailbox號碼選擇優先模式； 支持發送請求中止，并在狀態標志中確認中止完成； 每個Mailbox可獨立啟用或禁用傳輸完成中斷； |
接收 | 支持數據幀和遠程幀接收； 接收ID格式可選擇僅標準ID、僅擴展ID或混合ID； 可編程一次性接收功能； 可選擇覆蓋模式（覆蓋未讀消息）和溢出模式（保存未讀消息）； 每個Mailbox可獨立啟用或禁用接收完成中斷。 |
中斷功能 | 支持五種中斷源：接收完成、發送完成、接收FIFO、發送FIFO和錯誤中斷 |
CAN時鐘源 | PCLKB或CANMCLK |
時間戳 | 使用16位計數器的時間戳功能； 參考時鐘可選擇1位、2位、4位和8位時間周期。 |
錯誤狀態監測 | CAN總線錯誤監測，包括填充錯誤、格式錯誤、ACK錯誤、15位CRC錯誤、位錯誤和ACK分隔符錯誤； 檢測到錯誤狀態的轉換，包括錯誤警告、錯誤被動、總線關閉進入和總線關閉恢復； 支持讀取錯誤計數器。 |
系統框圖如下：
? 第二種：CANFD模塊
RA6M5中搭載這一IP，符合CAN-FD ISO 11898-1 (2015) 協議標準。
位速率 | 仲裁階段高達1 Mbps，數據階段高達8 Mbps，每個CAN通道單獨傳輸； |
CAN通道數 | 2通道 |
工作時鐘 外設時鐘/APB時鐘 | 50MHz（PCLKB）； RAM時鐘：100 MHz (PCLKA) |
數據鏈路層 (DLL) 時鐘 | 最大值≤40 MHz |
可選ID類型 | 型11位標準ID； 11位標準ID+18位擴展ID |
可選幀類型 | 數據幀 (RTR = 0)（CAN和CAN-FD幀）； 遠程幀 (RTR = 1)（僅限CAN幀） |
網關功能 | CAN 2.0 CAN 2.0 CAN 2.0 CAN-FD網關（僅支持8字節有效載荷） CAN-FD CAN-FD |
消息緩沖區 | 最多16×2個接收消息緩沖區，在所有CAN通道之間共享； 每個通道16個發送消息緩沖區； 每個通道4個發送隊列； 支持自動消息傳輸到傳輸隊列 |
FIFO數量 | 8個接收FIFO緩沖區 多達3×2個FIFO可單獨配置為： ? 接收FIFO ? 發送FIFO ? CAN CAN網關FIFO |
增強的接收過濾 | 支持11位和29位CAN標識符； 每個條目的可編程29位CAN標識符接收過濾器Mask； 每個通道的可編程網關路由能力（最多8個路由目的地）； RTR和IDE屏蔽； 數據長度代碼 (DLC) 過濾器； 消息緩沖區負載過載保護； 有效負載過濾器。 |
中斷功能 | 可配置的全局RX FIFO中斷：可單獨配置每個FIFO、在接收到特定深度或每收到一條消息觸發中斷； 通道TX中斷； 全局錯誤：數據鏈路校驗、郵件丟失、FD有效負載溢出； 通道錯誤：總線錯誤、警告錯誤、被動錯誤、總線斷開、總線斷開恢復、超載、總線鎖、仲裁損失、傳輸中止。 |
RAM | RAM ECC保護（2位錯誤檢測，1位錯誤糾正） |
掉電功能 | 每個CAN節點的模塊啟動停止功能（通道和全局睡眠模式） |
TrustZone Filter | 可設置一個安全屬性，兩個通道屬性相同 |
系統框圖如下：
? 第三種：CANFD Lite模塊
RA4E2、RA4T1、RA6T2、RA6E2和RA6T3中搭載這一IP，符合CAN-FD ISO 11898-1 (2015)。
位速率 | 仲裁階段高達1 Mbps，數據階段高達5 Mbps |
CAN通道數 | 1通道 |
工作時鐘 外設時鐘/APB時鐘 | 最大值≤40 MHz |
可選ID類型 | 11位標準ID； 11位標準ID+18位擴展ID |
可選幀類型 | 數據幀 (RTR = 0)（CAN和CAN-FD 幀）； 遠程幀 (RTR=1)（僅限CAN幀） |
消息緩沖區 | 最多32個接收消息緩沖區； 4個發送消息緩沖區； 1個發送隊列； 支持自動消息傳輸到傳輸隊列。 |
FIFO數量 | 2個接收FIFO緩沖區 1個COMMON FIFO可單獨配置為： ? 接收FIFO ? 發送FIFO |
增強的接收過濾 | 支持11位和29位CAN標識符； 每個條目的可編程29位CAN標識符接收過濾器Mask； 每個FIFO和接收消息緩沖區的可編程路由功能（最多2個路由目的地）； RTR和IDE屏蔽； 數據長度代碼 (DLC) 過濾器； 消息緩沖區負載過載保護； 在通信期間更新接收過濾器列表 (AFL) 條目。 |
中斷功能 | 可配置的全局RX FIFO中斷：可單獨配置每個FIFO、在接收到特定深度或每收到一條消息觸發中斷； 通道TX中斷； 全局錯誤：數據鏈路校驗、郵件丟失、FD有效負載溢出； 通道錯誤：總線錯誤、警告錯誤、被動錯誤、總線斷開、總線斷開恢復、超載、總線鎖、仲裁損失、傳輸中止 |
RAM | RAM ECC保護（2位錯誤檢測，1位錯誤糾正） |
掉電功能 | CAN節點的模塊啟動停止功能（通道和全局睡眠模式） |
TrustZone Filter | 可設置一種安全屬性 |
系統框圖如下：
目前RA MCU提供以上三種CAN&CANFD IP，請根據實際需求進行選擇。如果需要在CAN總線上添加CAN節點，以上三種CAN&CAN IP均可；如果需要在CAN總線上添加CANFD節點，請選擇CANFD或者CANFD Lite；如果需要用到2個通道，請選擇RA6M5的CANFD。在選型或者使用過程中，若遇到問題，請聯系瑞薩銷售或者代理。
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