MM32F0140系列MCU軟硬件CRC示例程序

CRC校驗(yàn)（循環(huán)冗余校驗(yàn)Error Correcting Code）是數(shù)據(jù)通訊中最常采用的校驗(yàn)方式之一，它是一種根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包或計(jì)算機(jī)文件等數(shù)據(jù)產(chǎn)生簡短固定位數(shù)校驗(yàn)碼的一種信道編碼技術(shù)，主要用來檢測(cè)或校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸或者保存后可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，它是利用除法及余數(shù)的原理來作錯(cuò)誤偵測(cè)的。

MM32F0140系列MCU帶有一個(gè)硬件CRC計(jì)算單元，它采用一個(gè)固定的多項(xiàng)式發(fā)生器來計(jì)算8位、16位或者是32位數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)值，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一致性、完整性進(jìn)行驗(yàn)證。

主要特性如下所示：

固定計(jì)算多項(xiàng)式 0x04C11DB7：

X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 + X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1

支持8、16、32位寬的數(shù)據(jù)輸入寄存器、32位寬的數(shù)據(jù)輸出寄存器

硬件計(jì)算時(shí)間為3個(gè)HCLK周期

帶有可存放中間計(jì)算過程的32位寬的數(shù)據(jù)寄存器

支持CRC-32和CRC-32/MPEG-2兩種算法

支持輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的大小端選擇

功能框圖

硬件CRC計(jì)算操作步驟

STEP1

使能CRC模塊時(shí)鐘，并復(fù)位CRC模塊

STEP2

配置CRC_CR寄存器，選擇CRC-32或者CRC-32/MPEG-2算法，配置輸入數(shù)據(jù)位寬為8位、16位或者是32位，選擇輸入、輸出數(shù)據(jù)的大小端

STEP3

通過配置CRC控制寄存器的RST位，將CRC恢復(fù)到初始狀態(tài)

STEP4

依次將數(shù)據(jù)寫入CRC數(shù)據(jù)寄存器中，MCU自動(dòng)完成CRC計(jì)算過程

STEP5

讀取CRC數(shù)據(jù)寄存器，得到CRC計(jì)算結(jié)果

硬件CRC示例程序

/* 使能CRC模塊時(shí)鐘，并復(fù)位CRC模塊 */

RCC->AHBENR|=RCC_AHBENR_CRC;

RCC->AHBRSTR|=RCC_AHBENR_CRC;

RCC->AHBRSTR&=~RCC_AHBENR_CRC;

/* 配置輸入輸出數(shù)據(jù)跟隨MCU小端，輸入數(shù)據(jù)選擇32位寬，使用CRC-32/MPEG-2算法 */

CRC->CR=0;

/* 將CRC恢復(fù)到初始狀態(tài) */

CRC->CR|=CRC_CR_RESET;

/* 計(jì)算CRC */

for(uint8_ti=0;iDR=buffer[i];
}

/* 讀取CRC計(jì)算結(jié)果 */

returnCRC->DR;

軟件CRC的實(shí)現(xiàn)是將硬件CRC的計(jì)算過程用軟件代碼的形式體現(xiàn)出來，通過MCU運(yùn)行功能代碼實(shí)現(xiàn)CRC的計(jì)算過程，與硬件CRC相比，需要根據(jù)多項(xiàng)式產(chǎn)生CRC表，在計(jì)算過程中還需要考慮數(shù)據(jù)的大小端選擇等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)過程相比硬件CRC要復(fù)雜很多、計(jì)算速度相比硬件CRC要慢很多。

軟件CRC示例程序

/* 根據(jù)多項(xiàng)式產(chǎn)生查表數(shù)據(jù) */

voidCRC_MPEG2_GenerateCRCTable(void)
{
uint32_ti=0,j=0,Data=0,Temp=0;
for(i=0;i256;i++)
{
Data=0;
Temp=(i<24);
for(j=0;j8;j++)
{
if((Data^Temp)&0x80000000)
{
Data=(Data<1)^0x04C11DB7;
}
else
{
Data<<=?1;
}
Temp<<=?1;
}
CRC_MPEG2_Table[i]=Data;
}
}

/* 大小端處理 */

uint32_tCRC_MPEG2_SwapEndian(uint32_tdata)
{
return(((data<24)&0xFF000000)|
((data<8)&0x00FF0000)|
((data>>8)&0x0000FF00)|
((data>>24)&0x000000FF));
}

/* 軟件CRC計(jì)算過程 */

uint32_tCRC_MPEG2_CalcCRC(uint32_t*Buffer,uint16_tLength)
{
uint8_ti=0;
uint32_tTemp=0,Result=0xFFFFFFFF;
uint32_t*pData;

/*DynamicgenerateCRC-32/MPEG-2table*/

CRC_MPEG2_GenerateCRCTable();

while(Length--)
{
Temp=CRC_MPEG2_SwapEndian(*Buffer++);
pData=&Temp;

for(i=0;i4;i++)
{
Result=(Result<8)^CRC_MPEG2_Table[((Result>>24)^*((uint8_t*)pData+i))&0xFF];
}
}

returnResult;
}

對(duì)于同一組32位114個(gè)數(shù)值數(shù)據(jù)分別進(jìn)行軟件CRC和硬件CRC計(jì)算，在不考慮軟件CRC自動(dòng)生成查表數(shù)據(jù)所消耗時(shí)間的情況下，軟件CRC與硬件CRC在運(yùn)算執(zhí)行時(shí)間對(duì)比如下圖所示：

軟件CRC相比于硬件CRC在執(zhí)行速度上最少有5倍的差距，軟件CRC的代碼量以及占用SRAM的空間也比硬件CRC要多；所以在MCU帶有硬件CRC功能時(shí)，通過硬件CRC的計(jì)算方式可以大大節(jié)省MCU的資源、提升CRC的運(yùn)算速度，給實(shí)際應(yīng)用帶來流暢的檢驗(yàn)。

審核編輯：湯梓紅