CAN/CAN-FD 驱动

本文档介绍 RK3588 内置 CAN 控制器在 Linux 6.1 内核中的驱动配置和设备树绑定，以及用户态 can-utils（SocketCAN 框架配套的一组命令行收发工具）的使用。在 Linux 里 CAN 总线被当成一种网络接口（SocketCAN 框架），用 ip 命令配置、用 socket 收发。

适用范围： RK3588 Linux 6.1 Debian 12 / Ubuntu 22.04 系统，C-3588LQ V1.0 + SHIMETAPI-M5-R2A V1.0 底板。

1. 概念基础

1.1 CAN 是什么

CAN（Controller Area Network）是一种多主串行通信总线，用 CAN_H、CAN_L 两根线上的电压差（差分信号）表示逻辑电平，抗干扰能力强，广泛用于车载和工业控制。RK3588 内置 3 路 CAN 控制器，支持：

  • CAN 2.0B（11/29 位 ID）
  • CAN FD（数据段最高 8 Mbps、最多 64 字节）
  • 经典帧与 FD 帧并存
帧类型数据速率数据长度
CAN 2.0B最高 1 Mbps最多 8 字节
CAN FD数据段最高 8 Mbps最多 64 字节

1.2 应用场景

  • 车载 OBD 诊断、CAN 仪表盘
  • 工业总线传感器 / 执行器
  • 机器人伺服电机
  • BMS 储能管理

1.3 控制器基地址

控制器基地址
CAN10xfea80000
CAN20xfea90000
CAN30xfeaa0000

2. 准备工作

2.1 硬件清单

组件型号/规格数量备注
主控板C-3588LQ 核心板 + SHIMETAPI-M5-R2A 底板1
调试串口线USB 转 TTL（3.3V）1波特率 1500000
CAN 收发器TJA1050 / SN65HVD23013.3V CAN 收发器
CAN 分析仪（可选）PCAN / CANalyst-II1用于 CAN 通信调试
杜邦线母对母若干
120Ω 终端电阻1/4W2CAN 总线两端各一个

2.2 引脚连接

以 CAN1 为例：

主控板引脚CAN 收发器功能
CAN1_TX（底板标注）TXDCAN TX
CAN1_RX（底板标注）RXDCAN RX
3.3VVCC电源
GNDGND共地

注意：CAN 收发器的 TXD / RXD 与 SoC 交叉（SoC TX 接收发器 RX，反之亦然）。CAN_H / CAN_L 走线注意双绞。

2.3 总线终端电阻

注意：CAN 总线两端必须各接一个 120Ω 终端电阻，用于吸收信号、防止反射；中间节点不可再加终端。

3. 软件准备

3.1 内核配置

CONFIG_CAN=y
CONFIG_CAN_VCAN=y            /* 虚拟 CAN（测试用） */
CONFIG_CAN_RAW=y             /* RAW 协议 */
CONFIG_CAN_BCM=y             /* BCM 协议 */
CONFIG_CAN_GS_CAN=y          /* 通用 SocketCAN */
CONFIG_CAN_ROCKCHIP=y       /* RK CAN 控制器驱动 */
CONFIG_OF=y

驱动源码 drivers/net/can/rockchip/rockchip-canfd.c。

3.2 设备树

can1: can@fea80000 {
    compatible = "rockchip,rk3588-can", "rockchip,rk3568-can";
    reg = <0x0 0xfea80000 0x0 0x1000>;
    interrupts = <GIC_SPI 130 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    clocks = <&cru CLK_CAN1>, <&cru PCLK_CAN1>;
    clock-names = "can", "apb_pclk";
    resets = <&cru SRST_CAN1>, <&cru SRST_H_CAN1>;
    reset-names = "can", "can-apb";
    status = "okay";   /* 需在板级 dts enable */
};

4. 设备端 CAN 操作

4.1 当前内核是否已使能 CAN

ip link show type can

实机输出如下：

（空）

本机出厂镜像未自动 enable CAN 控制器。如需使用，需 PC 端 DTS enable 后重编译烧录。

4.2 加载驱动并使能（PC 端）

[电脑端] 编辑板级 .dts：

&can1 {
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&can1m0_xfer &can1m0_txen>;
    pinctrl-names = "default";
    /* 时钟源（0 = osc, 1 = pclka）；与硬件 BOM 匹配 */
    rockchip,can-clk-Source = <0>;
};

电脑端 重新编译烧录后，设备端再次运行 ip link show type can，能看到 can0 之类的接口就说明生效了。

5. CAN 接口配置（设备端，需先 enable）

5.1 经典 CAN 启动

# 设置 500 kbps 并 up
ip link set can0 type can bitrate 500000
ip link set can0 up

# 查看接口详情
ip -details link show can0

5.2 CAN FD 启动

# 仲裁段 500 kbps、数据段 2 Mbps、启用 FD
ip link set can0 type can bitrate 500000 dbitrate 2000000 fd on
ip link set can0 up

5.3 关闭接口

ip link set can0 down

6. 收发 CAN 帧

6.1 安装 can-utils

apt install -y can-utils

6.2 发送帧

# 标准帧：ID = 0x123，3 字节数据
cansend can0 123#112233

# 扩展帧（29 位 ID）
cansend can0 12345678#1122334455667788

# CAN FD 帧（双 # 分隔 BRS=1 与 64 字节 payload）
cansend can0 123##1.1122334455667788AABBCCDDEEFF00

6.3 接收帧

# 持续监听
candump can0

# ID 过滤 + 掩码
candump can0,123:7FF

# 保存日志
candump -L can0 > can_log.txt

6.4 查看统计

cat /sys/class/net/can0/statistics/tx_bytes
cat /sys/class/net/can0/statistics/rx_bytes
cat /sys/class/net/can0/statistics/tx_errors
cat /sys/class/net/can0/statistics/rx_errors

7. 内核调试接口

# CAN 控制器状态
cat /sys/kernel/debug/can/registers

# 控制器时钟
cat /sys/kernel/debug/clk/clk_can/clk_rate

8. 代码解读

8.1 驱动注册

// drivers/net/can/rockchip/rockchip-canfd.c（简化）

static struct platform_driver rockchip_can_driver = {
    .probe  = rockchip_canfd_probe,
    .remove = rockchip_canfd_remove,
    .driver = {
        .name = "rockchip-canfd",
        .of_match_table = rockchip_canfd_match,
    },
};

static const struct of_device_id rockchip_canfd_match[] = {
    { .compatible = "rockchip,rk3588-can" },
    { /* sentinel */ }
};

8.2 调用链

用户空间: cansend can0 123#112233
  → socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW)
    → bind() 绑定 can0
    → write() CAN 帧
      → can_send()
        → rockchip_canfd_start_xmit()
          → 写入 CAN 控制器发送 FIFO

9. 故障排除

9.1 CAN 接口不存在

ip link show type can
# 空输出 → 设备树未 enable 内核未加载

再检查内核日志和节点状态：

dmesg | grep -i can
cat /proc/device-tree/soc/can@fea80000/status

9.2 启动失败 / 报错

# 时钟异常最常见
cat /sys/kernel/debug/clk/clk_can/clk_rate

# 终端电阻不对（常见：未接或错接）
# 收发器 TX/RXD 交叉顺序

9.3 无数据 / 错误帧

# 看错误统计
cat /sys/class/net/can0/statistics/rx_errors

# 复位接口
ip link set can0 down
ip link set can0 type can bitrate 500000
ip link set can0 up

如果仍然不通，再检查终端电阻、收发器供电、差分信号波形以及收发方向的接线。

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