引言 循环冗余校验(CRC)技术用于检测数字数据中的错误,但在检测到错误时不进行校正。该技术旨在检查数据传输或数据存储的完整性。在确保数据可靠性方面,CRC技术功能强大且易于实施。该技术的诊断覆盖范围可满足基本安全标准要求。这就是认证符合IEC 60335-1和 IEC 607030-1 标准(称为“B 级”要求)的ST固件时,在Flash内容完整性自检检查中使用CRC功能的原因。更多信息,请参阅应用笔记AN3307和适用于不同系列产品的相关固件包。当CRC校验和信息必须由链接器直接放入用户代码中时(主要以CRC描述符数据表的格式),建议在编译器手册中检查所有必要的CRC设置。CRC以多项式算法为基础。计算GF(2)中一个多项式除以另一个多项式的余数。余数被称为校验和,而被除数是数据,除数是生成多项式。0 x) f" g5 V1 h [. b; Y 注: GF(2)(两元素伽罗瓦域)中的多项式是单变量x的多项式,其系数为0或1。 本应用笔记描述了嵌入在所有STM32系列(F0、F1、F2、F3、F4、L1)中的循环冗余校验外设的功能,以及配置该外设所需的步骤。" H& n o8 U! Q! Y+ L# R9 O 本应用笔记的结构如下: • 第 1节介绍了STM32 CRC实现算法及其硬件实现优势。 • 第 2节描述了DMA作为CRC数据传输控制器的用法。; D; O: w, ~) E • 第 3节描述了通过STM32器件移植CRC。 a- h6 j% G* z+ k }% J 此外还提供了两个示例: • CRC_usage示例:如何将CPU用作数据传输控制器来配置CRC。6 w9 k4 t( [( m' Y" v • CRC_DMA示例:如何将DMA用作CRC数据传输控制器。 两个例子均支持执行时间测量。 a' }; M5 S8 F1 Y: A8 U , m# z- J! U* j5 T. Y0 K9 ? 0 S5 b% x0 Y% \/ X 1 CRC外设概览 嵌入在所有STM32微控制器件中的CRC外设用于提供任意支持数据类型的CRC校验和代码。 1.1 CRC算法 如图 1中所示,CRC算法有一个数据输入,并根据输入参数生成固定的校验和代码长度。: ~6 {' z, z- Y/ {, `* P' Q 8 r% W1 }/ G ^ A2 E ^) ?* \: I% l# b7 T; g ' F& X1 `% K) `7 t3 ~ N3 | 已知的CRC算法之一是使用按位消息XORing技术进行多项式除法。这是微控制器中使用的最适合硬件或底层实现的技术。 该算法的输入参数为: • 被除数:也称为输入数据, 缩写为 “Input_Data” • 除数:也称为生成多项式,缩写为“POLY”! W0 B8 I# B% {! {# v% ~ • 初始CRC值:缩写为Initial_Crc” 下文的图 2显示了CRC算法流程图。 ' j" d( O9 b! q 9 n0 {" L1 L! K- y2 L * Z1 j7 [6 H7 W. R 启动时,算法将CRC设置为带有Input_Data的Initial_Crc XOR。 一旦CRC MSB等于1,该算法将CRC向左移一位,并与POLY进行XOR。否则,只会将CRC向左移动一位。 图 3显示了以下条件的逐步算法执行: – Input_Data = 0xC1* d+ M: t/ q+ }* R8 t7 Q7 X – POLY = 0xCB+ U# c3 v& U) A+ p, C – Initial_Crc = 0xFF% M' Y0 q# `- c$ m 1.2 CRC外设配置 所有STM32器件均采用CRC外设,如第 1.1节中所述。CRC计算单元具有单个32位读/写数据寄存器 (CRC_DR)。它用于输入新数据(写访问)并保存以前的CRC计算结果(读访问)。+ F' C( u. K5 D: C 对数据寄存器的每个写操作都会对之前的CRC值(存储在CRC_DR中)和新值再做一次CRC计算。 8 O/ w5 z- U7 K! Q5 N- t4 _ 要计算任何支持数据的CRC,必须遵循以下步骤: 1. 通过RCC外设启用CRC外设时钟。 2. 通过配置初始CRC值寄存器(CRC_INIT),将CRC数据寄存器设置为初始CRC值 。(a)5 ~! n1 m( G; m4 o6 T, M7 C 3. 分别通过CRC控制寄存器(CRC_CR)中的REV_IN[1:0]和REV_OUT位设置I/O反转位顺序。(a)$ R6 \1 D' F% J2 s% a9 E+ t/ R 4. 分别通过CRC控制寄存器(CRC_CR)和CRC多项式寄存器(CRC_POL)中的POLYSIZE[1:0]位设置多项式大小和系数。(b) 5. 通过CRC控制寄存器(CRC_CR)中的Reset位重置CRC外设。& ~& g' |0 w& s" x; v 6. 将数据设置到CRC数据寄存器。& z( h0 g$ T8 r; g) M* ~* U 7. 读取CRC数据寄存器的内容。 8. 禁用CRC外设时钟。" e0 r- d0 q- S6 a9 [5 k7 } 在固件包中,CRC_usage示例运行CRC校验和代码,计算256个支持数据类型的数组数据6 L' w; b2 k0 X9 @ (DataBuffer)。有关完整说明,请参阅CRC_usage文件夹中的文件Readme.txt 。 % S+ ~' A- L, }0 m2 D5 `) v4 J$ ~ 完整版请查看:附件2 J6 J6 s0 ] U' F |
在STM32系列中使用CRC外设.pdf
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