CRC

01、模块介绍

循环冗余校验(CRC)计算单元是根据自定义的生成多项式得到任意一个 32 位全字的 CRC 计算结果。在其他的应用中,CRC 技术主要应用于核实数据传输或者数据存储的正确性和完整性。CRC 计算单元可以在程序运行时计算出软件的标识,之后与在连接时生成的参考标识比较,然后存放在指定的存储器空间。

02、 功能特点

• 支持 16/32 位不同长度的多项式

• 支持自定义的多项式

• 默认是 32 位多项式:

x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 +x8 + x7 + x5 + x4 + x2+ x +1

• 一个 32 位初始值配置寄存器用于输入,一个 32 位结果寄存器用于输出结果

03、功能说明

该模块用于计算 SRAM 中指定数据段的 CRC 校验值,软件配置计算初始值、校验多项式、起始地址、数据长度,启动 CRC 计算后等待硬件完成标志有效时读取 CRC_OUT 寄存器可获得 CRC 校验值。

04、模块框图

1.png

05、时钟与复位

1)时钟介绍

该模块时钟源为系统时钟,低功耗模式下到达模块的时钟会被自动停止。

2)复位介绍

该模块的复位源有两个,分别是系统复位和软件复位,软件复位可通过配置系统寄存器触发。

06、代码配置

2.png

来源:珠海巨晟科技股份有限公司

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围观 27

CRC(Cyclic Redundancy Check),即循环冗余校验码。CRC是数据通信领域中最常用的一种查错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查(CRC)是一种数据传输检错功能,对数据进行多项式计算,并将得到的结果附在帧的后面,接收设备也执行类似的算法,以保证数据传输的正确性和完整性。

常用CRC有以下多种:

1.jpg

网络上关于CRC基础原理的内容比较多,可以搜索关键词“循环冗余校验”进行查询。

瑞萨RA MCU中有硬件CRC计算单元,采用固定的多项式发生器来计算8位或者32位数据的CRC校验值,对数据传输或数据存储的一致性、完整性进行验证。这篇文章重点介绍RA MCU中的CRC模块和使用方法。

RA MCU中的CRC 计算单元规格如下:

2.jpg

注1. 该函数不能划分CRC计算中使用的数据。以8位或32位为单位写入数据。

CRC 计算单元框图如下:

3.png

那么接下来就是如何使用了,打开工程中的configuration.xlm文件,在Stacks窗口中,可以通过“New Stack → Monitoring → CRC (r_crc)”添加该模块。该模块的属性窗口如下:

4.jpg

在应用程序中使用CRC模块的基本例程如下:

void crc_example ()
{
    uint32_t length;
    uint32_t uint8_calculated_value;
    length = sizeof(g_data_8bit) / sizeof(g_data_8bit[0]);
    crc_input_t example_input =
    {
        .p_input_buffer = g_data_8bit,
        .num_bytes = length,
        .crc_seed = 0,
    };
    /* Open CRC module with 8 bit polynomial */
    R_CRC_Open(&crc_ctrl, &g_crc_test_cfg);
    /* 8-bit CRC calculation */
    R_CRC_Calculate(&crc_ctrl, &example_input, &uint8_calculated_value);
}

● CRC监听功能注

另外CRC单元还具有监听功能  ,可以监视指定 I/O 寄存器地址的读取和写入,并自动对寄存器地址读取和写入的数据进行CRC计算。不是对数据块调用 R_CRC_Calculate,而是调用 R_CRC_SnoopEnable 来开始监视读/写,并使用 R_CRC_CalculatedValueGet 来获取当前CRC。

请注意,监听模式仅适用于SCI上的发送/接收操作。

注:并非所有RA MCU的CRC单元都有监听功能,RA2A1、RA2L1、RA2E1、RA2E2、RA4M1

、RA4W1、RA6M1、RA6M2、RA6M3、RA6T1、RA6T2的CRC单元有监听功能,而RA4M2、RA4M3、RA4T1、RA4E1、RA4E2、RA6M4、RA6M5、RA6T3、RA6E1、RA6E2的CRC单元没有监听功能,具体请参考各MCU的硬件手册。

以下参考代码展示了CRC监听操作:

void crc_snoop_example ()
{
    /* Open CRC module with 8 bit polynomial */
    R_CRC_Open(&crc_ctrl, &g_crc_test_cfg);
    /* Open SCI Driver */
    /* Configure Snoop address and enable snoop mode */
    R_CRC_SnoopEnable(&crc_ctrl, 0);
    /* Perfrom SCI read/Write operation depending on the SCI snoop address configure */
    /* Read CRC value */
    R_CRC_CalculatedValueGet(&crc_ctrl, &g_crc_buff);
}

在使用CRC32多项式函数时,CRC模块会产生与流行的在线CRC32计算器相同的结果,但请务必记住一些要点:

● 在线CRC32计算器允许输入任意数量的字节。而FSP CRC32 API函数使用32位。这意味着在线计算时必须“填充”为32位。

● 在线CRC32计算器通常会先对输出取反,然后再将其呈现为结果。如果需要,由应用程序决定是否包含此步骤。

● 在线CRC32计算器和R_CRC模块API(CRC32 多项式)都需要使用种子值 0xFFFFFFFF。

● 确保R_CRC CRC32的位方向设置为LSB,并且选择了CRC32而不是CRC32C。

● 一些在线CRC工具将最终结果与0xFFFFFFFF进行异或。

瑞萨RA MCU全系列产品都具有CRC外设(注意,是全系列都有), 对CRC的计算提供硬件支持,为应用程序节省了代码空间。

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来源:瑞萨嵌入式小百科

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围观 19

市面上很多基于单片机的产品都具有在线或离线升级功能,为了防止升级过程出现意外,一般我们都会对Flash程序数据进行校验,常见的就是添加 CRC 校验信息。

本文给大家讲述一下Keil和IAR中计算CRC值的方法。

Flash自检的流程

Flash的自检一般分为启动时自检和程序运行时自检两个阶段。不管是哪种自检,其思路都是:

在程序编译完成后,计算整个程序的CRC值,然后将这个CRC值添加到可执行文件末尾,再将带有CRC校验值的可执行文件烧录到MCU中。程序启动后,由程序中的自检代码重新根据当前Flash内容(不包括预存的CRC校验值)计算一次CRC值,再与之前预先计算并烧录到Flash中的CRC校验值进行比较,如果一致就通过检测。

这两个自检阶段的区别就是:

程序启动自检是一次性对整个实际Flash代码范围计算出最终的CRC值;而运行时的自检,为了不影响其他程序模块的运行,计算CRC的过程是分步进行的,每次计算一部分,分多次计算出最终的CRC值。围绕Flash的自检所发生的问题可以归为两大类,一类是预先计算CRC值时和上电后计算CRC值的Flash范围设置是否一致;第二类就是预先计算CRC时和上电后计算CRC采用的CRC算法是否一致。

如何添加CRC值

下面我们主要介绍如何添加CRC校验值到可执行文件。

1、基于IAR环境

如果你使用IAR,那么添加CRC值的配置相对比较简单。通过配置IAR的CRC计算参数,自动对整个FLASH空间进行CRC计算,并将计算结果放到FLASH的末尾。

1)修改Link文件,指定CRC值的存放位置

在Link文件中增加下面语句,指定checksum在FLASH中的存储位置。

1.jpg

该语句指定将CRC的值放在FLASH的末尾位置,是整个FLASH空间的末尾,不是应用程序的代码末尾。这样,CRC值的位置就是固定的。不会随代码大小而变化。

在自检代码中,可以通过__checksum读取Flash中保存的CRC校验值来与重新计算的CRC值进行比较。

2)配置Checksum页面的参数

在link文件中指定了checksum的存储位置后,还要在工程配置菜单中,配置计算CRC值的范围和参数。见下图:

2.jpg

IAR的checksum页面分为两个部分。

第一部分,也就是红线圈出的部分。定义了FLASH中需要计算CRC的范围和空闲字节填充值。这里注意要留出flash末尾存储CRC值的位置。

剩下的部分,就是对checksum计算参数的设定部分。

Checksum size:选择checksum的大小(字节数)Alignment:指定checksum的对齐方式。一般,处理器不支持非对齐访问时有用,不填的话默认1字节对齐。

Algorithm:选择checksum的算法。

Complement:是否需要进行补码计算。选择“As is”就是不进行补码计算。

Bit order:位输出的顺序。

MSB first,每个字节的高位在前。LSB first,每个字节的低位在前。

Reverse byte order within word: 对于输入数据,在一个字内反转各个字节的顺序。

Initial value: checksum计算的初始化值。

Checksum unit size:选择进行迭代的单元大小,按8-bit,16-bit还是32-bit进行迭代。

3)STM32CRC外设的配置

与上图IARchecksum的配置对应,STM32 CRC外设可以按以下配置:

POLY= 0x4C11DB7(CRC32)

Initial_Crc = 0Xffffffff

输入/输出数据不反转

输入数据:根据实际Flash范围设定,留出CRC校验值的位置

CRC外设初始化及计算代码:

3.jpg

2、基于Keil环境

KEIL没有提供直接生成CRC值的功能,所以需要借助外部的工具计算CRC值,然后添加到可执行文件的末尾。在X-CUBE-CLASSB软件中提供了bat文件,它会利用外部工具Srecord来生成整个Flash的CRC校验码并放在文件末尾。这个工具同样也可以和标准外设库的ClassB库一起用。下面我们就来看看如何在KEIL工程中利用Srecord工具来添加CRC值。

1)安装Srecord工具

下载Srecord 工具(http://srecord.sourceforge.net )。将srec_cat.exe,srec_cmp.exe,srec_info.exe拷贝到C:\SREC(自己新建)目录下。

2)添加crc_gen_keil.bat及crc_load.ini文件到KEIL工程同级目录下

打开X-CUBE-CLASSB软件包中的任意KEIL工程目录,将其中crc_gen_keil.bat及crc_load.ini文件拷贝到自己的KEIL工程目录下。

crc_gen_keil.bat:利用外部工具Srecord来生成整个Flash的CRC校验码并放在文件末尾。

crc_load.ini:这个文件调试时有用,用来配置调试时导入带CRC校验码的HEX,避免对FLASH检测失败导致程序无法正常运行。

4.jpg

这两个文件中的内容也需要根据新工程路径进行修改:

  • 将crc_gen_keil.bat中的TARGET_NAME和TARGET_PATH改成跟新工程一致。否则不能成功的自动生成带CRC校验值的HEX文件。

5.jpg

  • Crc_load.ini文件中的路径和文件也要和实际的一致

6.jpg


3)添加定义CRC校验码存储区域

7.jpg

在分散加载文件中将CHECKSUM指定在代码的末尾。和IAR不同的是,通过在分散加载文件中+last指定checksum的位置,它不是将其固定放在整个flash地址的末尾,而是放在实际代码的末尾。

8.jpg

4)添加外部命令让KEIL在编译结束后,自动生成一个带CRC校验值的HEX文件

9.jpg

定义debug和flash download使用的HEX文件路径,使用带CRC校验值的HEX文件。

10.jpg

11.jpg

5)STM32CRC外设的配置

这里需要注意,从X-CUBE-CLASSB的软件包里拷贝出的crc_gen_keil.bat文件,里面的BYTE_SWAP设为1,也就是它在计算CRC值的时候,输入的数据,在一个字内按字节颠倒顺序。

12.jpg

所以直接用HAL_CRC_Calculate函数进行计算结果是不对的。可以参考下面的代码来初始化及进行计算:

13.jpg

或者,将crc_gen_keil.bat文件,里面的BYTE_SWAP改为0, 就可以直接调用HAL_CRC_Calculate函数进行计算了。

总结

本文介绍了基于IAR及ARM KEIL中如何添加CRC校验值的过程。在X-CUBE-CLASSB软件包中,也都可以找到对应的例程。如果在调试中,遇到FLASH CRC校验出错,也不用急。

可以从计算CRC值的范围设置是否一致和采用的CRC算法是否一致这两个方面去找原因。一定要调试看看代码实际执行的情况,比如要测试的地址范围和实际代码执行时计算的地址范围是否一样,防止因为coding错误造成检测不通过。

直接来源:strongerHuang

素材来源 | 网络

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围观 419

CRC校验算应该绝大部分理工类同学都学习过,但真正搞明白的没几个,之前给大家分享过《几种常见的校验算法》,今天结合STM32来分享其中CRC相关的内容。

1、关于CRC校验

CRC:Cyclic Redundancy Check,即循环冗余校验码。

CRC是数据通信领域中最常用的一种查错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。
循环冗余检查(CRC)是一种数据传输检错功能,对数据进行多项式计算,并将得到的结果附在帧的后面,接收设备也执行类似的算法,以保证数据传输的正确性和完整性。

---来自百度百科

学电子、计算机相关专业的同学都应该学习过CRC的基础原理。其原理说难不难,可以说就是一个公式。同时,说简单也不简单,这个公式里面包含的内容不简单。

1.jpg

拿STM32参考手册中CRC计算单元来说,使用CRC-32(以太网)多项式:0x4C11DB7─ X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 + X8 + X7 + X4 + X2 + X +1

关于CRC基础原理的内容比较多,百度、谷歌一下可以看到很多关于CRC原理的内容,我这里就不再过多讲述。

参考维基百科循环冗余校验:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BE%AA%E7%92%B0%E5%86%97%E9%A4%98%E6%A0%A1%E9%A9%97

2、STM32中CRC计算单元

相信初学STM32的朋友都知道STM32中有个CRC计算单元,如果有不知道的去面壁思过(参考手册中目录一看就能看见CRC章节)。

但很多朋友都仅限知道有CRC计算单元这个东西,基本都没怎么进一步了解过。

STM32全系列产品都具有 CRC 外设(注意,是全系列都有), 对 CRC 的计算提供硬件支持,为应用程序节省了代码空间。

STM32的CRC(循环冗余校验)计算单元使用一个固定的多项式发生器从一个 32 位的数据字中产生 CRC 码。

在众多的应用中,基于 CRC 的技术还常用来验证数据传输或存储的完整性。

根据 EN/IEC60335-1 标准的规定,这些技术提供了验证 Flash 完整性的方法。CRC 计算单元有助于在运行期间计算软件的签名,并将该签名与链接时生成并存储在指定存储单元的参考签名加以比较。

CRC 主要特性

  • 使用 CRC-32 (以太网)多项式:0x4C11DB7

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

  • 单输入/输出 32 位数据寄存器

  •  CRC 计算在 4 个 AHB 时钟周期 (HCLK) 内完成

  • 8 位通用寄存器 (可用于临时存储)

---来自STM32参考手册

输入/输出数据的反转

STM32默认不对输入数据和输出数据进行位反转。

1.对输入数据的位反转操作可以设置为按字节/半字 /字为单元进行操作。例如输入数据为0x1A2B3C4D,

  • 每个字节内逐位反转,结果是 0x58D43CB2

  • 每半字内逐位反转,结果是 0xD458B23C

  • 每个字长内逐位反转,结果是 0xB23CD458

2.对输出数据的位反转

  • 例如输出数据为 0x11223344,反转后为 0x22CC4488

操作STM32的CRC比较简单,只有三个比较简单的寄存器,不管是使用寄存器,还是库函数,对于大部分人来说,没有多大难度。

看下标准库的部分函数源码:

2.jpg

3、CRC应用

我记得读书那个时候,想要把CRC搞明白好难啊,原因在于不知道学这个CRC到底有什么用途。

CRC用途其实非常广泛,我们最常见的就是在一些通信上,比如:Modbus:

3.jpg

再比如之前讲述的MAVLink通信协议:

4.jpg

CRC其主要目的就是验证数据的正确性。在CRC应用中,还有一个重要的作用:通过 CRC 校验对 FLASH 的完整性进行检查。

在对 FLASH 完整性检查的应用中,需要事先计算出整个 FLASH 的 CRC 校验值(不包括最后保存 CRC 值的字节),放在 FLASH 的末尾。在程序启动或者运行的过程中重新用同样的方法计算整个 FLASH 的 CRC 校验值,然后与保存在 FLASH 末尾的 CRC 值进行比较。

这个对Flash添加CRC校验主要目的:在远程升级程序可有效检查程序的完整性。

在IAR EWARM中有这么一个功能:Checksum。不知道大家使用过没,也是可以对Flash添加CRC的功能。看下图:

5.jpg

简单来说,这里的配置可以对Flash进行CRC计算,关于这里内容比较多,足以单独写一篇文章了,感兴趣的读者可以深入了解一下。

来源:strongerHuang

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围观 214

前言

STM32全系列产品都具有CRC外设,对CRC的计算提供硬件支持,为应用程序节省了代码空间。CRC校验值可以用于数据传输中的数据正确性的验证,也可用于数据存储时的完整性检查。在IEC60335中,也接受通过CRC校验对FLASH的完整性进行检查。在对FLASH完整性检查的应用中,需要事先计算出整个FLASH的CRC校验值(不包括最后保存CRC值的字节),放在FLASH的末尾。在程序启动或者运行的过程中重新用同样的方法计算整个FLASH的CRC校验值,然后与保存在FLASH末尾的CRC值进行比较。

EWARM从v5.5版本之后开始支持STM32芯片的CRC计算。前面所说的计算整个FLASH的CRC校验值并保存在FLASH末尾的过程,可以在IAR中完成。通过配置EWARM的CRC计算参数,自动对整个FLASH空间进行CRC计算,并将计算结果放到FLASH的末尾。本文中将介绍的就是如何配置IAR的CRC参数,使之与STM32的CRC硬件模块保持一致。本文中的例子都基于STM32F072进行。

STM32的CRC外设

CRC校验值的计算采用多项式除法,可以通过除数和被除数进行异或运算实现。这种方法非常适合通过硬件电路来实现。

使用STM32CRC外设时,你要考虑的内容包括:采用哪个CRC生成多项式,输入数据(要进行校验的数据)和初始值。

1.生成多项式

默认使用CRC32多项式:0x4C11DB7

如何在IAR中配置CRC参数

部分芯片支持可编程的多项式,比如STM32F3,STM32F0,STM32L0

2.初始值

STM32的CRC初始值默认为0xFFFFFFFF,STM32F3,STM32F0,STM32L0系列可以修改初始值

3.输入/输出数据的反转

STM32F3,STM32F0,STM32L0系列还提供了对输入/输出数据进行反转的功能。
默认不对输入数据和输出数据进行位反转

• 对输入数据的位反转操作可以设置为按字节/半字 /字为单元进行操作。例如输入数据为0x1A2B3C4D,
- 每个字节内逐位反转,结果是0x58D43CB2
- 每半字内逐位反转,结果是0xD458B23C
- 每个字长内逐位反转,结果是0xB23CD458
• 对输出数据的位反转。
- 例如输出数据为0x11223344,反转后为0x22CC4488

IAR的CRC配置

1.修改Link文件

指定checksum在FLASH中的存储位置,在Link文件中增加下面语句。

如何在IAR中配置CRC参数

该语句指定将CRC的值放在FLASH的末尾位置。是整个FLASH空间的末尾,不是应用程序的代码末尾。这样,CRC值的位置就是固定的。不会随代码大小而变化。

2.配置Checksum页面的参数

IAR Checksum页说明(v6.4及以上)

如何在IAR中配置CRC参数

IAR的checksum页面分为两个部分。
第一部分,也就是红线圈出的部分。定义了FLASH中需要计算CRC的范围和空闲字节填充值。
剩下的部分,就是对checksum计算参数的设定部分。

Checksum size :选择checksum的大小(字节数)
Alignment:指定checksum的对齐方式。不填的话默认2字节对齐。
Algorithm:选择checksum的算法
Complement:是否需要进行补码计算。选择“Asis”就是不进行补码计算。
Bit order:位输出的顺序。MSB first,每个字节的高位在前。LSB first,每个字节的低位在前。
Reverse byte order within word: 对于输入数据,在一个字内反转各个字节的顺序。
Initial value: checksum计算的初始化值
Checksum unit size :选择进行迭代的单元大小,按8-bit,16-bit还是32-bit进行迭代。

3.STM32 CRC外设使用默认配置时IAR的配置

STM32CRC外设的配置:

POLY= 0x4C11DB7(CRC32)
Initial_Crc = 0Xffffffff
输入/输出数据不反转
输入数据:0x08000000~0x0801FFFB。(最后4个字节用来放计算出的CRC值)

如何在IAR中配置CRC参数

如何在IAR中配置CRC参数

具体使用中我们可以根据实际应用需求参照上面介绍做相应配置即可。

围观 569
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