# USB CDC串口转 FDCAN

本协议用于 USB CDC串口协议收发 CAN FD 报文，为变长协议，支持标准帧和扩展帧，单帧数据区最大 64 字节。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`。

出厂默认 CAN/FDCAN 参数为仲裁段 `1Mbps`、数据段 `5Mbps`、BRS 开启；如果现场 CAN FD 总线使用该参数，可以直接按本页 `SF / EF` 帧格式发送。需要修改波特率时，再通过 USB CDC串口工具发送 `AT+SETFDCAN=<arb_baud>,<data_baud>`，并把发送结束符设置为 `CRLF`。配置会写入固件持久化存储，下次上电继续使用，无需重复配置。

如果在 Linux 上使用 SocketCAN，请参考 [SocketCAN / gs_usb](socketcan)。SocketCAN 不使用本页的 `SF / EF` 帧头。

USB CDC串口转 FDCAN 协议报文以 `0x0D 0x0A` 结尾。

## 协议格式

| 类型 | 帧格式 |
| --- | --- |
| CAN FD 扩展帧 | `0x45 0x46 + Channel(1字节) + ExtID(4字节) + 数据长度编码(1字节) + Data(0~64字节) + 0x0D 0x0A` |
| CAN FD 标准帧 | `0x53 0x46 + Channel(1字节) + 0x00 0x00(保留字段2字节) + StdID(2字节) + 数据长度编码(1字节) + Data(0~64字节) + 0x0D 0x0A` |

## 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` 表示发送到当前设备侧所有 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` | CAN FD 数据，真实长度由“数据长度编码”决定 |
| `0x0D 0x0A` | 报文尾 |

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 |

## 扩展帧示例

| 帧头 | Channel | CANID | 数据长度编码 | Data | 帧尾 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| `0x45 0x46` | `0x01` | `0x01 0x7F 0xFF 0x07` | `0x0A` | 16 字节有效数据 | `0x0D 0x0A` |

## 标准帧示例

| 帧头 | Channel | Reserved | CANID | 数据长度编码 | Data | 帧尾 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| `0x53 0x46` | `0x02` | `0x00 0x00` | `0x01 0x42` | `0x09` | 12 字节有效数据 | `0x0D 0x0A` |

## Python 示例

```python
TAIL = bytes([0x0D, 0x0A])
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_usb_fdcan_ext(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")
    return bytes([0x45, 0x46, channel & 0xFF]) + can_id.to_bytes(4, "big") + bytes([length_code]) + data + TAIL

def build_usb_fdcan_std(channel: int, can_id: int, length_code: int, data: bytes) -> bytes:
    if not 0 <= can_id <= 0x7FF:
        raise ValueError("standard CAN ID must be 0..0x7FF")
    size = length_code_to_size(length_code)
    if len(data) != size:
        raise ValueError("data length does not match CAN FD length code")
    return bytes([0x53, 0x46, channel & 0xFF, 0x00, 0x00]) + can_id.to_bytes(2, "big") + bytes([length_code]) + data + TAIL
```