# SANPO SPI 转 FDCAN

SANPO SPI 转 FDCAN 适合 Jetson、树莓派或其他主控板周期控制 FDCAN 设备。CAN FD 只能在 SPI LONG 模式下使用，每次传输固定 73 字节。

SANPO SPI 转 经典CAN 请阅读 [SANPO SPI 转 CAN](spi_can)。

## 使用前切换 LONG

出厂默认 SPI SHORT，不能收发 CAN FD。  
先通过管理口切换模式：  
接入开发板USB，Windows 会出现 6 个 USB 串口，其中2个为管理口，对应两颗STM32 MCU，通常在Windows中显示为 `SANPO Studio Management Port`。分别连接2个管理口，发送如下串口指令，进行模式设置：

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

发送结束符选择 `CRLF`。收到 `OK` 后等待至少 10 ms，再开始发送 73 字节 SPI 帧。设置会保存到 Flash，重新上电后仍为 LONG。

同时使用以下命令确认 CAN FD 波特率：

```text
AT+SETFDCAN?
```

出厂默认为仲裁段 1 Mbps、数据段 5 Mbps，CAN FD 固定开启 BRS。数据段可设置为 2、3、4 或 5 Mbps，具体命令见 [通信参数配置](baudrate_config)。

## 示例程序：发送数据前 设置 CAN FD 波特率 和 SPI LONG 模式

安装依赖：

```bash
python3 -m pip install pyserial
```

下面的示例代码会自动找到并通过2个管理口，设置 CAN-1～CAN-4的波特率。示例把仲裁段设置为 1 Mbps、数据段设置为 5 Mbps，并设置两颗MCU 都处于 CAN FD 所需的 LONG 模式。

```python
import re
import time
import serial
from serial.tools import list_ports

FDCAN_VALUE = "FDCAN:1000000,5000000"
FDCAN_COMMAND = "AT+SETFDCAN=1000000,5000000"
SPI_MODE = "LONG"

def is_management_port(port):
    if (port.vid, port.pid) != (0x1209, 0x2323):
        return False
    info = " ".join(str(getattr(port, name, "") or "")
                    for name in ("hwid", "interface", "location")).upper()
    return ("MI_01" in info or "MANAGEMENT PORT" in info or
            re.search(r":(?:X|\d+)\.1(?:\D|$)", info) is not None)

def request(stream, command):
    stream.reset_input_buffer()
    stream.write(command.encode("ascii") + b"\r\n")
    stream.flush()
    deadline, reply = time.monotonic() + 1.0, bytearray()
    while time.monotonic() < deadline:
        reply.extend(stream.read(stream.in_waiting or 1))
        if b"OK\r\n" in reply or b"ERR," in reply:
            break
    text = reply.decode("ascii", errors="replace").strip()
    if not text:
        raise RuntimeError(f"{stream.port}: {command}: no reply")
    print(f"{stream.port}: {command} -> {text}")
    return text

def has_line(reply, expected):
    return expected in {line.strip() for line in reply.splitlines()}

ports = sorted(p.device for p in list_ports.comports()
               if is_management_port(p))
if len(ports) != 2:
    raise SystemExit(f"Expected 2 SANPO management ports, found {len(ports)}: {ports}")

for device in ports:
    with serial.Serial(device, 1_000_000, timeout=0.05, write_timeout=1) as stream:
        time.sleep(0.05)
        if not has_line(request(stream, "AT+SETFDCAN?"), FDCAN_VALUE):
            if not has_line(request(stream, FDCAN_COMMAND), "OK"):
                raise RuntimeError(f"{device}: failed to configure CAN FD bitrate")
        if not has_line(request(stream, "AT+SPIMODE?"), f"SPIMODE:{SPI_MODE}"):
            if not has_line(request(stream, f"AT+SPIMODE={SPI_MODE}"), "OK"):
                raise RuntimeError(f"{device}: failed to configure SPI mode")

print("CAN/FDCAN-1..CAN/FDCAN-4 and SPI LONG configured successfully.")
```

需要其他 CAN FD 波特率时，同时修改 `FDCAN_VALUE` 和 `FDCAN_COMMAND` 中的
仲裁段和数据段数字，数据段支持 2M/3M/4M/5M。代码中打开管理口使用的 `1_000_000` 只是 STM32 CDC 串口参数，不会设置 CAN 或 RS485 的物理波特率；物理总线参数只由明确的 `AT+SETFDCAN` 命令修改。

| 参数 | 支持值 |
| --- | --- |
| 仲裁段 | `1000000`、`500000`、`250000`、`125000`、`100000` |
| 数据段 | `2000000`、`3000000`、`4000000`、`5000000` |

## SPI 参数

| 项目 | 设置 |
| --- | --- |
| SPI 模式 | Mode 0（CPOL=0、CPHA=0） |
| 数据顺序 | MSB First |
| 每次传输 | 72 字节报文区 + 1 字节 CRC，共 73 字节 |
| CRC-8 | 多项式 `0x07`，初始值 `0x00`，无结果异或 |

## 选择 CAN FD 接口

| SPI 片选 | Channel | 发送目标 |
| --- | --- | --- |
| CS0(第一颗 STM32) | `0x01` | CAN-1 |
| CS0(第一颗 STM32) | `0x02` | CAN-2 |
| CS1(第二颗 STM32) | `0x03` | CAN-3 |
| CS1(第二颗 STM32) | `0x04` | CAN-4 |
| CS0或者CS1(任意片选) | `0x00` | 当前 STM32 的两路 CAN FD |

发送时 `1/3` 都选择当前 STM32 的第一路，`2/4` 都选择第二路。回包只使用当前 STM32 Channel `1/2`。主控中的 CS0、CS1 通常分别连接开发板的两个外部片选。注意：主控和开发板需要共地，接入两个GND可保证数据传输稳定性。

## 数据长度编码

| 编码 | 字节数 | 编码 | 字节数 |
| --- | ---: | --- | ---: |
| `00` | 0 | `08` | 8 |
| `01` | 1 | `09` | 12 |
| `02` | 2 | `0A` | 16 |
| `03` | 3 | `0B` | 20 |
| `04` | 4 | `0C` | 24 |
| `05` | 5 | `0D` | 32 |
| `06` | 6 | `0E` | 48 |
| `07` | 7 | `0F` | 64 |

## 73 字节报文

### 扩展帧

| 字节位置 | 内容 |
| --- | --- |
| 0～1 | 固定 `45 46`，即 `EF` |
| 2 | Channel |
| 3～6 | 29 位 CAN ID，高字节在前 |
| 7 | 数据长度编码 `00`～`0F` |
| 8～71 | 固定 64 字节数据区，未使用部分填 `00` |
| 72 | 前 72 字节的 CRC-8 |

### 标准帧

| 字节位置 | 内容 |
| --- | --- |
| 0～1 | 固定 `53 46`，即 `SF` |
| 2 | Channel |
| 3～4 | 固定 `00 00` |
| 5～6 | 11 位 CAN ID，高字节在前 |
| 7 | 数据长度编码 `00`～`0F` |
| 8～71 | 固定 64 字节数据区，未使用部分填 `00` |
| 72 | 前 72 字节的 CRC-8 |

例如，向 Channel 1、扩展帧 ID `0x1F100101` 发送 16 字节数据时，前 24 字节为：

```text
45 46 01 1F 10 01 01 0A
01 01 01 01 42 00 00 00 01 01 64 00 78 56 34 12
```

随后补 48 个 `00`，最后增加对前 72 字节计算得到的 CRC-8。

## 计算 CRC

```python
def crc8(data: bytes) -> int:
    crc = 0
    for value in data:
        crc ^= value
        for _ in range(8):
            crc = ((crc << 1) ^ 0x07) & 0xFF if crc & 0x80 else (crc << 1) & 0xFF
    return crc
```

## 读取 CAN FD 反馈

SPI 为全双工。发送命令时读到的可能是旧反馈或全零；需要继续发送 73 字节全零空帧读取后续反馈。

收到非零帧后依次检查：

1. 第 73 字节 CRC 是否等于前 72 字节的计算结果。
2. 帧头是否为 `SF` 或 `EF`。
3. Channel 是否为当前 STM32 的通道 `1/2`。
4. 长度编码是否合法。
5. CAN ID 和数据是否符合目标设备协议。

## 常见问题

| 现象 | 处理方法 |
| --- | --- |
| 收到全 `00` | 当前没有排队反馈；稍后继续发送 73 字节空帧 |
| 23 字节模式下无响应 | CAN FD 只能使用 LONG；切换后每次发送 73 字节 |
| CRC 错误 | 检查 Mode 0、MSB First、固定长度、SPI 时钟和片选时序 |
| CAN FD 设备没有回复 | 检查仲裁段、数据段、BRS、Channel、ID、终端电阻、接线和供电 |
| 长度编码正确但数据不足 | 64 字节数据区必须完整填充，未使用部分补 `00` |