# SANPO USB 转 FDCAN

SANPO USB 转 FDCAN 协议用于在 Windows 和 Linux 上控制 FDCAN 设备，FDCAN 数据转发给设备，无需驱动。发送报文在 原始FDCAN 数据帧 外附加 SANPO 自定义帧头/尾，附加帧只作为开发板识别使用，下发给 FDCAN 设备的只有原始 FDCAN 数据，不会加入 SANPO 帧头/尾。

SANPO USB 转 经典CAN 请阅读 [SANPO USB 转 CAN](usb_can)。

## 连接

接入开发板USB后，会出现 6 个 USB 串口，其中 2 个管理口用于本协议( Windows 下通常显示为 `SANPO Studio Management Port`)：一个访问 CAN-1/2，另一个访问 CAN-3/4；其余 4 个是 RS485 独立串口。操作系统分配的 `COM` 或 `/dev/ttyACM*` 编号不保证与板上丝印顺序一致，首次使用时建议只连接一个 CAN 设备确认对应关系。  
Linux 命令模式下，也可以按照[串口识别工具使用说明](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/demo/guides/identify-serial-ports.md)运行 Python 程序，识别哪 2 个串口是管理口。

## 示例程序：发送数据前设置 CAN FD 波特率

安装依赖：

```bash
python -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。

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

COMMANDS = ["AT+SETFDCAN=1000000,5000000"]

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 send_at(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 "OK" not in text:
        raise RuntimeError(f"{stream.port}: {command}: {text or 'no reply'}")
    print(f"{stream.port}: {command} -> {text}")

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)
        for command in COMMANDS:
            send_at(stream, command)

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

需要其他波特率时，修改 `COMMANDS` 中的仲裁段和数据段数字。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` |

## 数据长度编码

CAN FD 的数据帧长度字段使用以下编码，支持64字节长度的数据帧：

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

## CAN FD 扩展帧

发送和接收使用相同格式：

| 字段 | 长度 | 说明 |
| --- | ---: | --- |
| 帧头 | 2 字节 | 固定 `45 46`，即 `EF` |
| Channel | 1 字节 | CAN FD 接口编号 |
| CAN ID | 4 字节 | 29 位扩展帧 ID，高字节在前 |
| 长度编码 | 1 字节 | `00`～`0F` |
| 数据 | 0～64 字节 | 字节数由长度编码决定 |
| 帧尾 | 2 字节 | 固定 `0D 0A` |

向 Channel 1、扩展帧 ID `0x1F100101` 发送 16 字节数据：

```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
0D 0A
```

其中 `0A` 表示数据区为 16 字节。

## CAN FD 标准帧

发送和接收使用相同格式：

| 字段 | 长度 | 说明 |
| --- | ---: | --- |
| 帧头 | 2 字节 | 固定 `53 46`，即 `SF` |
| Channel | 1 字节 | CAN FD 接口编号 |
| 保留字段 | 2 字节 | 固定 `00 00` |
| CAN ID | 2 字节 | 11 位标准帧 ID，高字节在前 |
| 长度编码 | 1 字节 | `00`～`0F` |
| 数据 | 0～64 字节 | 字节数由长度编码决定 |
| 帧尾 | 2 字节 | 固定 `0D 0A` |

向 Channel 2、标准帧 ID `0x142` 发送 12 字节数据：

```text
53 46 02 00 00 01 42 09
01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C
0D 0A
```

## 回包识别

电机反馈会使用同一种 `SF` 或 `EF` 格式返回。根据帧头判断标准帧或扩展帧，根据长度编码确定数据字节数，再使用 Channel 判断来自当前 MCU 的第一路还是第二路。

USB 是字节流，一次串口读取可能包含半帧、完整一帧或多帧。上位机应按帧头和长度编码拆包，不要假设一次 `read()` 恰好得到一帧。

## 常见问题

| 现象 | 处理方法 |
| --- | --- |
| CAN FD 没有响应 | 检查仲裁段、数据段、BRS、终端电阻和对端是否支持 CAN FD |
| 回包 Channel 只显示 1/2 | 回包使用当前 MCU 的本地编号，属于正常行为 |
| 多帧数据连在一起 | 按帧头、长度编码和帧尾连续解析，不要按串口读取次数分帧 |