CAN 통신 실전 입문 — 이론부터 Vector 드라이버 설정까지

# CAN 하드웨어 메시지 필터 — 원하는 ID만 골라받기

## 필터가 왜 필요한가

CAN 버스는 모든 노드가 메시지를 공유한다. 버스에 100개의 CAN 메시지가 초당 수백 번 오가더라도, 내 MCU가 실제로 처리해야 할 메시지는 그 중 일부다. 필터 없이 모든 메시지를 수신하면 MCU는 자신과 무관한 메시지를 처리하느라 CPU를 낭비한다.

**하드웨어 필터**는 MCU의 CAN 컨트롤러 내부에서 원하는 ID의 메시지만 수신 FIFO에 넣고, 나머지는 하드웨어 레벨에서 버린다. 소프트웨어에서 체크하기 전에 이미 걸러지므로 CPU 부하가 없다.

## 필터 모드 — Mask vs List

STM32 CAN 컨트롤러를 기준으로 두 가지 필터 모드가 있다.

### Mask 모드

ID를 비트 마스크로 걸러낸다. "이 비트들만 체크하고, 나머지는 무시해라"는 방식이다.

```
수신된 메시지 ID: 0x123
Filter ID:        0x120
Filter Mask:      0x7F8  (= 1111 1111 000, 상위 9비트만 체크)

체크 로직: (수신 ID AND Mask) == (Filter ID AND Mask)
→ (0x123 AND 0x7F8) == (0x120 AND 0x7F8)
→ 0x120 == 0x120  → 통과 ✅
```

Mask 모드의 장점: **한 개의 필터 뱅크로 ID 범위를 커버**할 수 있다. 예를 들어 0x600~0x6FF 대역 전체를 통과시키려면:

```
Filter ID:   0x600
Filter Mask: 0x700  (상위 3비트만 체크)
```

### List 모드

ID를 목록으로 지정한다. 목록에 있는 ID만 통과시킨다.

```
필터 뱅크 1개로 두 ID를 지정:
Filter ID 1: 0x100
Filter ID 2: 0x200
→ ID가 0x100이거나 0x200인 메시지만 수신
```

List 모드는 정확하게 지정된 ID만 받을 때 유용하다. 하지만 커버할 수 있는 ID 수가 필터 뱅크 수에 비례하므로, 많은 ID를 처리해야 할 때는 Mask 모드가 효율적이다.

## STM32 HAL로 필터 설정

```c
CAN_FilterTypeDef canFilter;

/* Mask 모드 예시 — 0x100~0x1FF 대역 전체 통과 */
canFilter.FilterBank           = 0;                        /* 필터 뱅크 번호 (0~27) */
canFilter.FilterMode           = CAN_FILTERMODE_IDMASK;    /* Mask 모드 */
canFilter.FilterScale          = CAN_FILTERSCALE_32BIT;    /* 32비트 모드 */
canFilter.FilterIdHigh         = 0x0100 << 5;              /* ID (Standard ID는 상위 11비트) */
canFilter.FilterIdLow          = 0x0000;
canFilter.FilterMaskIdHigh     = 0x0700 << 5;              /* Mask */
canFilter.FilterMaskIdLow      = 0x0000;
canFilter.FilterFIFOAssignment = CAN_FILTER_FIFO0;         /* FIFO0 또는 FIFO1로 라우팅 */
canFilter.FilterActivation     = ENABLE;

if (HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, &canFilter) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
}
```

> **Standard ID 시프트**: STM32 CAN 필터 레지스터는 Standard ID를 비트 5부터 넣도록 설계됐다. 그래서 `ID << 5`를 해야 한다. Extended ID는 `ID << 3`.

## 모든 메시지 수신 (필터 OFF)

개발 초기에는 전체 수신이 편할 때가 있다. 필터를 비활성화하려면:

```c
/* ID = 0, Mask = 0 → 어떤 ID든 통과 */
canFilter.FilterIdHigh     = 0x0000;
canFilter.FilterIdLow      = 0x0000;
canFilter.FilterMaskIdHigh = 0x0000;
canFilter.FilterMaskIdLow  = 0x0000;
canFilter.FilterMode       = CAN_FILTERMODE_IDMASK;
canFilter.FilterActivation = ENABLE;
```

Mask가 0이면 "아무 비트도 체크 안 해라" → 전부 통과.

## 다중 필터 뱅크 활용

STM32F4 기준 CAN1은 0~13번, CAN2는 14~27번 필터 뱅크를 갖는다. 각 뱅크를 독립 설정할 수 있어 복수의 필터 조건을 동시에 적용할 수 있다.

```c
/* 필터 뱅크 0: 0x100~0x1FF */
canFilter.FilterBank = 0;
canFilter.FilterIdHigh     = 0x0100 << 5;
canFilter.FilterMaskIdHigh = 0x0700 << 5;
HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, &canFilter);

/* 필터 뱅크 1: 0x200 정확히 */
canFilter.FilterBank = 1;
canFilter.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDLIST;
canFilter.FilterIdHigh     = 0x0200 << 5;
canFilter.FilterIdLow      = 0x0200 << 5;
HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, &canFilter);
```

## FIFO 라우팅 활용

STM32 CAN 컨트롤러는 FIFO0과 FIFO1 두 개를 갖는다. 필터별로 어느 FIFO로 라우팅할지 지정할 수 있다.

활용 예: 우선순위가 높은 메시지는 FIFO0, 낮은 메시지는 FIFO1. 인터럽트 핸들러에서 FIFO0을 먼저 처리하면 중요 메시지를 놓치지 않는다.

## 다음 챕터에서는

필터로 원하는 메시지만 받게 됐다. 그런데 그 메시지가 어떤 신호를 담고 있는지 — ID와 데이터를 해석하는 기준이 **DBC 파일**에 정의된다.

CAN 하드웨어 메시지 필터 — 원하는 ID만 골라받기

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