Jetson Nano配置MCP2515 CANBUS模块

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硬件环境

Jetson Nano

tb采购的Nano 4GB套件

MCP2515 CANBUS模块

tb采购的模块，晶振频率8MHz，传输芯片为TJA1050

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Jetson Nano软件环境

L4T 32.7.2 [ JetPack 4.61 ]
Ubuntu 18.04.6 LTS
Kernel Version: 4.9.253-tegra

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连线

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加载mcp2515驱动

JetPack从版本4.6开始已经将mcp2515及其驱动集成至device tree了，可以使用“jetson-io”对其进行配置，但是，直到版本4.61存在bug（本文碰到的问题是能够接收数据但不能发送数据）需要手动修改，这将在后面说明

jetson-io.py配置

首先使用jetsonUtilities查看JetPack版本，如果高于4.6则使用jetson-io.py直接配置mcp2515，如果版本低于4.6则需要手动添加（手动添加过程略复杂，本文只给出连接供参考）

在终端输入命令：

sudo /opt/nvidia/jetson-io/jetson-io.py

选择“Configure Jetson 40pin Header”，在其子页面中选择“Configure for compatible hardware”：


随后选择“MCP251x CAN Controller”，此时将看到pin的分配将spi1（19，21，23，24，26）和spi2（13，16，18，22，37）置位，即可以同时连接两个mcp2515：


选择“Save pin changes”以及随后的“Save and reboot to reconfigure pins”：


重启后，在终端输入命令：

ip link

将看到can0（如果只接了一个mcp2515模块），以及can1（接了两个mcp2515模块）

至此，mcp2515已经配置完毕，理论上使用“can-utils”即可测试验证，但如前述JetPack4.6/4.61存在bug，本文碰到的现象是mcp2515只能接收数据不能发送数据，类似现象在Nvidia论坛已经有讨论：
https://forums.developer.nvidia.com/t/bug-jetson-nano-p3450-b00-with-mcp2515-can-receive-but-cannot-send/187683

bug修改

需要修改Nano启动的device tree文件，区别于树莓派“/boot”目录下的设备配置文件，Jetson series的“/boot”目录下存放的是device tree文件dtb

首先，需要确定Nano当前使用的dtb文件，在终端输入命令：

sudo nano /boot/extlinux/extlinux.conf

文件中以“FDT”开头的即为当前使用的dtb文件：

得到当前使用的dtb文件后，即可对其修改，使用dtc命令首先将dtb转换为dts（可编辑的device tree文件），然后再转回dtb，在终端输入命令：

cd /boot
sudo dtc -I dtb -O dts -f /boot/kernel_tegra210-p3448-0000-p3449-0000-b00-user-custom.dtb -o /boot/try.dts

该命令将当前dtb转换为一个临时的dts文件“try.dts”，用于属性修改，该文件命名可自行决定：

dtb文件转换为dts后即可对其进行修改，继续在终端输入命令：

sudo pluma try.dts

找到“can_clock”语句，修改mcp2515的晶振频率，市面上采购的mcp2515模块其晶振几乎都为8MHz，因此将语句“clock-frequency = <0x1312d00>”修改为“clock-frequency = < 0x7a1200>”，即从原来的20,000,000修改为8,000,000：

TIP：这里为16进制，也可以直接使用10进制，比如<8000000>

该文件另一个需要修改的地方是spi的状态属性，找到“spi@”语句，对标注有“compatible = “microchip,mcp2515”;”语句的spi添加状态

status = "okay";

对标注有“compatible = “tegra-spidev”;”语句的spi添加状态

status = "disabled";

NOTE：这里有两组spi，每一组都需要设置状态，说明中只示例了一组

保存文件，并退出。然后再次使用dtc命令将修改过的dts，转换回dtb文件，在终端继续输入命令：

sudo dtc -I dts -O dtb -f /boot/try.dts -o /boot/kernel_tegra210-p3448-0000-p3449-0000-b00-user-custom.dtb

转换完成后，重启，继续输入命令：

reboot

重启后即可启动can

NOTE：区别于树莓派通过“/boot”下的配置文件进行mcp2515中断管脚的设置，Jetson series写入了dts，可以通过dts查看其所配置的中断管脚，也可以通过命令：

cat /proc/interrupts | grep mcp

查看到当前mcp2515模块所配置的中断为“GPIO 200”，查看GPIO map即为管脚31，这也是“连线”章节所标注的中断管脚

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启动can

在终端输入命令：

sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000

其中bitrate这里设置为500Kbps

can启动后，可以通过命令查看其状态及基本参数：

ip -d -s link show can0

可以看到can0的基本信息，其中“clock 4000000”也是目前kernel的bug，理论上应该是“800000”，这里可以忽略

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通信验证

安装can-utils

在终端输入命令：

sudo apt install can-utils

该工具可以以命令行的方式通过SocketCAN接口测试can0，其主要命令如下：

candump – Dump can packets – display, filter and log to disk.
canplayer – Replay CAN log files.
cansend – Send a single frame.
cangen – Generate random traffic.
canbusload – display the current CAN bus utilisation.

我们将使用其中的cadump和cansend命令进行接收和发送的验证

接收及发送

本文利用USB-ttl CAN模块及其上位机做为验证can controller，tb采购

1. 连接USB-CAN模块的TX到MCP2515的H，RX到L
   

2. 将USB-CAN插入电脑，并启动其客户端，点击“自动搜索”按钮，将自动选择USB-CAN的串口端口；选择“透传模式”
   

3. 点击“设置模块”，确定bitrate是否与mcp2515所设置一致
   

4. 在Nano终端利用can-utils开启接受数据，输入命令：

 candump can0

开启等待接受数据

5. 在USB-CAN上位机中输入发送的数据，比如“CAN Test”，其16进制为“43 41 4e 20 54 65 73 74”点击“发送”按钮，随后可以看到Nano接收数据的终端将显示所接收到的数据
   

6. 用can-utils在Nano开启发送数据的终端，并发送数据至USB-CAN上位机，我们发送字符串“hello”至上位机，设备号定为1，其16进制数据“68 65 6c 6c 6f”
   在终端中输入命令：

cansend can0 001#68656c6c6f

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可能碰到的问题

JetPack版本高于4.6，使用“jetson-io.py”配置时，看不到“MCP251x CAN Controller”
可能的原因是已经在“Configure header pins manually”中将spi1和spi2配置占用了，通过“jetson-io”将其取消后即可看到：

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JetPack版本低于4.6的配置

JetPack版本低于4.6不能使用“jetson-io”进行配置，需要纯手动修改dts，过程比较复杂，本文不重点讨论，有需要的可以参考连接：
https://github.com/Thor-x86/seeed-linux-dtoverlays
以及Nvidia官方论坛的讨论：
https://forums.developer.nvidia.com/t/jetson-nano-and-mcp2515-can-module/112271

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最后

至此，整个mcp2515和Jetson Nano的配置及通信验证完成，可以使用mcp2515开展CANBUS相关的运用开发。本文是苇航智能在实现利用CANBUS进行通信时所碰到坑的一个记录，也希望能对大家带来帮助，如果文中有错误和不明确的地方，欢迎指正，共同交流，[email protected]