# SPI 转 FDCAN

本协议用于 SPI 接口收发 CAN FD 报文。CAN FD 只支持 SPI `LONG` 模式。

出厂固件默认 SPI 报文模式为 `SHORT`，不能直接收发 SPI CAN FD 报文。使用 SPI CAN FD 前，需要先通过 USB CDC串口工具发送 `AT+SPIMODE=LONG`，并把发送结束符设置为 `CRLF`。切换成功后返回 `OK`，配置会写入固件持久化存储，下次上电继续使用 `LONG`模式，无需重复配置。如果执行过 `AT+CFGERASE`，SPI 模式会恢复为 `SHORT`，需要重新切换。

可通过以下命令查询或切换 SPI 报文模式：

```text
AT+SPIMODE?
AT+SPIMODE=LONG
```

| 模式 | 总线长度 | 报文区长度 | 说明 |
| --- | ---: | ---: | --- |
| `LONG` | 73 字节 | 72 字节 | 支持 CAN FD 标准帧、扩展帧 |

最后 1 字节为 SPI CRC；前 72 字节为报文区。CAN FD 支持 BRS，仲裁段波特率由 `AT+SETFDCAN=<arb_baud>,<data_baud>` 的 `arb_baud` 配置，数据段波特率由 `data_baud` 配置，当前支持 `2Mbps` 或 `5Mbps`。

## 协议格式

| 类型 | 帧格式 |
| --- | --- |
| CAN FD 扩展帧 | `0x45 0x46 + Channel(1B) + ExtID(4B) + 数据长度编码(1B) + Data(64B) + CRC(1B)` |
| CAN FD 标准帧 | `0x53 0x46 + Channel(1B) + 0x00 0x00(保留字段) + StdID(2B) + 数据长度编码(1B) + Data(64B) + CRC(1B)` |

## 字段说明

| 字段 | 说明 |
| --- | --- |
| `0x45 0x46` | ASCII `EF` 的十六进制表示，CAN FD 扩展帧 报文头|
| `0x53 0x46` | ASCII `SF` 的十六进制表示，CAN FD 标准帧 报文头|
| `Channel` | `0x01~0x04` 指定 CAN/FDCAN 接口；`0x00` 表示发送到当前 SPI 片选对应的所有 CAN/FDCAN 接口 |
| `ExtID` | 29 bit 扩展帧 CAN ID，放在 4 字节字段低 29 bit |
| `StdID` | 11 bit 标准帧 CAN ID，放在 2 字节字段低 11 bit |
| `保留字段` | 标准帧 ID 前的保留字段，固定 `0x00 0x00` |
| `数据长度编码` | CAN FD 数据长度编码，取值 `0x00~0x0F` |
| `Data` | 固定 64 字节数据区；真实有效长度由“数据长度编码”决定，不足部分填 `0x00` |
| `CRC` | SPI CRC 字节 |

CAN FD 的“数据长度编码”，字段范围 `0x00~0x0F`。

| 编码字段值 | 真实数据长度 |
| --- | ---: |
| `0x00` | 0 |
| `0x01` | 1 |
| `0x02` | 2 |
| `0x03` | 3 |
| `0x04` | 4 |
| `0x05` | 5 |
| `0x06` | 6 |
| `0x07` | 7 |
| `0x08` | 8 |
| `0x09` | 12 |
| `0x0A` | 16 |
| `0x0B` | 20 |
| `0x0C` | 24 |
| `0x0D` | 32 |
| `0x0E` | 48 |
| `0x0F` | 64 |

## CRC 说明

总线长度包含最后 1 字节 CRC。固件使用 SPI 硬件 CRC，若主机使用软件模拟 SPI，需要按固件配置生成最后 1 字节 CRC。

## Python 示例

```python
LEN_TABLE = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 16, 20, 24, 32, 48, 64]

def length_code_to_size(code: int) -> int:
    if not 0 <= code < len(LEN_TABLE):
        raise ValueError("invalid CAN FD length code")
    return LEN_TABLE[code]

def build_spi_fdcan_ext_payload(channel: int, can_id: int, length_code: int, data: bytes) -> bytes:
    if not 0 <= can_id <= 0x1FFFFFFF:
        raise ValueError("extended CAN ID must be 0..0x1FFFFFFF")
    size = length_code_to_size(length_code)
    if len(data) != size:
        raise ValueError("data length does not match CAN FD length code")
    data64 = data + bytes([0x00] * (64 - size))
    payload = bytes([0x45, 0x46, channel & 0xFF]) + can_id.to_bytes(4, "big") + bytes([length_code]) + data64
    if len(payload) != 72:
        raise ValueError("invalid LONG payload size")
    return payload
```