CRC计算单元

CRC是Cyclic Redundancy Check,循环冗余校验的缩写. 是一种检测数据错误的技术,主要用在数据通信和数据存储的方面. 但是这种技术只能检测到传输或存储的数据是否有误,没有将错误纠正的功能.

而CRC计算单元是一个独立的具备CRC计算功能的外设. AT32 MCU片上CRC计算单元采用CRC32/MPEG-2标准. 其多项式为$X^{32}+X^{26}+X^{23}+X^{22}+X^{16}+X^{12}+X^{11}+X^{10}+X^8+X^7+X^5+X^4+X^2+X+1$ .

这个多项式的简记式为: 0x4C11DB7.

由于所有的CRC多项式的最高位都是1,因此我们在记录简记式的时候习惯忽略最高位.

我们将0-31位bit先置0,对应上述的多项式,如果有,则置1.

位	值
0	1 (多项式中1=X0)
1	1 (多项式中有X1)
2	1 (多项式中有X2)
3	0 (多项式中不包含X3)
4	1
5	1
6	0
7	1
8	1
9	0
10	1
11	1
12	1
13	0
14	0
15	0
16	1
17	0
18	0
19	0
20	0
21	0
22	1
23	1
24	0
25	0
26	1
27	0
28	0
29	0
30	0
31	0

将这32个bit从下往上组合起来,就是简记式:0x04C11DB7.省略第一个0.则为:0x4C11DB7.

CRC标准

虽然AT32 MCU的CRC计算单元采用的是CRC32标准,但是还有许多种CRC标准可以使用. 下面是一些常见的CRC标准:

其中,CRC-12码通常用来传送6-bit字符串，CRC-16码及CRC-CCITT码通常用来传送8-bit字符串， CRC-32码通常用来进行点对点的同步传输。多项式并非固定某个值或者某个标准,只要计算方及校验方合理采用一致的多项式即可.

CRC算法

CRC的计算方法采用异或运算方式.

其计算原理是将输入数据作为被除数,与作为除数的生成多项式进行模二除法,得到的余数即为CRC值.

在进行CRC计算时可能存在目标数据串位宽比多项式更短,并且计算过程希望保证到目标数据串中的每一位都有被处理到,因此通常的做法是在目标位数据串的后面加上简记式位宽W个"0",再进行异或求余.示例如下:

多项式 = 1011（宽度W=3）

目标数据串 = 11100110

Bit 流 = 目标数据串 + W个“0” = 11100110000

CRC result = 100

计算过程图示如下:

下面对AT32 CRC外设进行介绍:

AT32 CRC外设

特性:

1. 采用CRC32标准
2. 一次CRC计算需要4个HCLK
3. 输入输出数据格式可逆转
4. 数据写入及结果读出都通过同一个数据寄存器(32位CRC_DT)
5. 配置CRC_IDT写入初始化值,在每次CRC复位后该值都会加载到CRC_DT

数据格式逆转

指对指定数据按一定的数据格式进行高低位逆转的处理方式

AT32 CRC外设支持输入数据按 字节byte,半字halfword,字word格式逆转.

输出数据按字word格式逆转的特性可配,默认情况下都不逆转.

16位数据按字节和半字的逆转图示如下,其余格式与此类似:

CRC功能说明

CRC运算流程:

• 输入翻转,即数据输入后,先依据CRC_CTRL的REVID值进行输入数据翻转
• 初始化,首次计算会与CRC_IDT设定的初始值做XOR. 若非首次计算,则初始值为上次计算的结果.
• CRC计算,与生成多项式进行模二除法,所得余数为CRC值
• 输出翻转,依据CRC_CTRL的REVOD决定是否将CRC值执行全字翻转后再输出

CRC-32/MPEG-2参数说明

• 初始值:0xFFFFFFFF,目的是为避免待测数据为1字节的0x00和多字节的0x00结果相同
• 结果异或值: 0x0000 0000,此值表示不对CRC结果再进行一次XOR计算.

CRC寄存器

CRC_DT

域	简称	复位值	类型	功能
位31:0	DT	0xFFFF FFFF	rw	数据寄存器位(Data value) 写入CRC计算器的新数据时,作为输入寄存器读取时返回CRC计算结果

CRC_CDT

域	简称	复位值	类型	功能
位31:8	保留	0x0000 0000	resd	保持默认值
位7:0	CDT	0x00	rw	通用8位数据寄存器位 可用于临时存放1字节的数据.控制寄存器的RST产生的CRC复位对本寄存器没有影响

CRC_CTRL

域	简称	复位值	类型	功能
位31:8	保留	0x0000 0000	resd	保持默认值
位7	REVOD	0x0	resd	输出数据翻转 由软件置起或清零.该位控制是否翻转输出数据 0: 不翻转 1: 全字翻转
位6:5	REVID	0x0	rw	输入数据翻转 由软件置起或清零.该位控制是否翻转输入数据 00: 不翻转 01: 字节翻转 10: 半字翻转 11: 全字翻转
位4:1	保留	0x0	resd	保持默认值
位0	RST	0x0	rw	RESET位 由软件置起,由硬件自动清零.复位CRC计算单元,设置数据寄存器为0xFFFF FFFF 0: 无作用 1: 复位

CRC_IDT

域	简称	复位值	类型	功能
位31:0	IDT	0xFFFF FFFF	rw	初始化数据寄存器 当控制寄存器的RST位产生的复位时,初始化寄存器中的数值将作为数据寄存器的初始值写入.

CRC配置流程

了解了CRC有关的寄存器,我们现在来介绍如何配置有关寄存器,从而使用CRC计算单元.

1. 在CRC操作之前,开启CRC的外设时钟
2. 设置初始化寄存器(CRC_IDT)值,在对数据寄存器(CRC_DT)进行软复位的时候,会将初始化寄存器里的值直接写入到CRC_DT寄存器作为初始值,如不设置,此寄存器默认值为0xFFFF FFFF
3. 设置多项式宽度
4. 设置多项式值
5. 设置输入输出数据的逆转模式
6. Reset CRC_DT 后将数据按32-bit 格式逐个写入到CRC_DT进行计算
7. 读CRC_DT寄存器,检查计算结果

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