STM32F0 增强的CRC功能

STM32的F0系列有较F1增强的CRC功能,当然,这个CRC功能在F7啊什么这些高端系列也有,具体看看手册,如地址:传送门

当然,我这里还有一本宝典,对于理解这个CRC特别有用,就是ST官方的一个宣传页.当然是英文的.
STM32F0的CRC计算单元
CRC运算对于人来说,费力不讨好,对于机器来说,都是XOR啊,太简单了.以下这个是CRC32验证过的程序.

uint32_t crc32(uint32_t *ptr, uint32_t len)
{
    uint32_t	xbit;
    uint32_t	data;
    uint32_t	CRC32 = 0xFFFFFFFF;
    uint32_t  bits;
    const uint32_t dwPolynomial = 0x04c11db7;
    uint32_t	i;
    for(i = 0; i < len; i ++)
    {
        xbit = 1 << 31;
        data = ptr[i];
        for (bits = 0; bits < 32; bits++)
        {
            if (CRC32 & 0x80000000)
            {
                CRC32 <<= 1;
                CRC32 ^= dwPolynomial;
            }
            else
                CRC32 <<= 1;
            if (data & xbit)
                CRC32 ^= dwPolynomial;
            xbit >>= 1;
        }
    }
    return CRC32;
}

ST官方也是专门验算了一下CRC计算过程,不过不是特别的好看.(传送门)

比如通过这个方法来计算一次CRC数据.

static const uint32_t aDataBuffer[1] = {0x00001021};
static const uint32_t bDataBuffer[1] = {0x00001021};
uwCRCValue = HAL_CRC_Calculate(&CrcHandle, (uint32_t *)aDataBuffer, 1);
uwExpectedCRCValue = crc32((uint32_t *)bDataBuffer, 1);
if (uwCRCValue != uwExpectedCRCValue)
{
    Error_Handler();
}
else
{
    App_Handler();
}

控制寄存器如下(输出不翻转,输入不翻转,32位长.CRC_INIT确实怎么都返回0,但是没改过.):

计算结果符合预期:

对了,这个CRC功能就是比F1强大,强在哪里呢,就是输入翻转,输出翻转,长度可调,多项式可调.比如我现在输入翻转.0x00001021翻转,怎么处理呢,比如整WORD翻转.

所以我们的翻转结果是这样的.

程序改成这样.

static const uint32_t aDataBuffer[1] = {0x00001021};
static const uint32_t bDataBuffer[1] = {0x84080000};
uwCRCValue = HAL_CRC_Calculate(&CrcHandle, (uint32_t *)aDataBuffer, 1);
uwExpectedCRCValue = crc32((uint32_t *)bDataBuffer, 1);
if (uwCRCValue != uwExpectedCRCValue)
{
    Error_Handler();
}
else
{
    App_Handler();
}

寄存器设置:

计算结果:

可见翻转方法就是这样的.当然还可以按照半字,Byte翻转.

还可以翻转输出,具体寄存器估计大家都已经明白了.我抄了一个简单的翻转函数,用来翻转我人工计算结果.这么魔性的函数,源于:http://aggregate.org/MAGIC/#Bit%20Reversal

uint32_t reverse(uint32_t x)
{
    x = (((x & 0xaaaaaaaa) >> 1) | ((x & 0x55555555) << 1));
    x = (((x & 0xcccccccc) >> 2) | ((x & 0x33333333) << 2));
    x = (((x & 0xf0f0f0f0) >> 4) | ((x & 0x0f0f0f0f) << 4));
    x = (((x & 0xff00ff00) >> 8) | ((x & 0x00ff00ff) << 8));
    return ((x >> 16) | (x << 16));
}

然后我的代码变成:

static const uint32_t aDataBuffer[1] = {0x00001021};
static const uint32_t bDataBuffer[1] = {0x84080000};
uwCRCValue = HAL_CRC_Calculate(&CrcHandle, (uint32_t *)aDataBuffer, 1);
uwExpectedCRCValue = crc32((uint32_t *)bDataBuffer, 1);
uwExpectedCRCValue = reverse(uwExpectedCRCValue);
if (uwCRCValue != uwExpectedCRCValue)
{
    Error_Handler();
}
else
{
    App_Handler();
}

当然,我抄翻转方法已经非常MAGIC,但是还是不够CRC自带的翻转快啊.因为:

人家是一个机器周期都不用啊.

我们再还原CR里面的所有配置,试试批量计算.

static const uint32_t aDataBuffer[BUFFER_SIZE] =
{
    0x00001021, 0x20423063, 0x408450a5, 0x60c670e7, 0x9129a14a, 0xb16bc18c,
    0xd1ade1ce, 0xf1ef1231, 0x32732252, 0x52b54294, 0x72f762d6, 0x93398318,
    0xa35ad3bd, 0xc39cf3ff, 0xe3de2462, 0x34430420, 0x64e674c7, 0x44a45485,
    0xa56ab54b, 0x85289509, 0xf5cfc5ac, 0xd58d3653, 0x26721611, 0x063076d7,
    0x569546b4, 0xb75ba77a, 0x97198738, 0xf7dfe7fe, 0xc7bc48c4, 0x58e56886,
    0x78a70840, 0x18612802, 0xc9ccd9ed, 0xe98ef9af, 0x89489969, 0xa90ab92b,
    0x4ad47ab7, 0x6a961a71, 0x0a503a33, 0x2a12dbfd, 0xfbbfeb9e, 0x9b798b58,
    0xbb3bab1a, 0x6ca67c87, 0x5cc52c22, 0x3c030c60, 0x1c41edae, 0xfd8fcdec,
    0xad2abd0b, 0x8d689d49, 0x7e976eb6, 0x5ed54ef4, 0x2e321e51, 0x0e70ff9f,
    0xefbedfdd, 0xcffcbf1b, 0x9f598f78, 0x918881a9, 0xb1caa1eb, 0xd10cc12d,
    0xe16f1080, 0x00a130c2, 0x20e35004, 0x40257046, 0x83b99398, 0xa3fbb3da,
    0xc33dd31c, 0xe37ff35e, 0x129022f3, 0x32d24235, 0x52146277, 0x7256b5ea,
    0x95a88589, 0xf56ee54f, 0xd52cc50d, 0x34e224c3, 0x04817466, 0x64475424,
    0x4405a7db, 0xb7fa8799, 0xe75ff77e, 0xc71dd73c, 0x26d336f2, 0x069116b0,
    0x76764615, 0x5634d94c, 0xc96df90e, 0xe92f99c8, 0xb98aa9ab, 0x58444865,
    0x78066827, 0x18c008e1, 0x28a3cb7d, 0xdb5ceb3f, 0xfb1e8bf9, 0x9bd8abbb,
    0x4a755a54, 0x6a377a16, 0x0af11ad0, 0x2ab33a92, 0xed0fdd6c, 0xcd4dbdaa,
    0xad8b9de8, 0x8dc97c26, 0x5c644c45, 0x3ca22c83, 0x1ce00cc1, 0xef1fff3e,
    0xdf7caf9b, 0xbfba8fd9, 0x9ff86e17, 0x7e364e55, 0x2e933eb2, 0x0ed11ef0
};
uwCRCValue = HAL_CRC_Calculate(&CrcHandle, (uint32_t *)aDataBuffer, BUFFER_SIZE);
uwExpectedCRCValue = crc32((uint32_t *)aDataBuffer, BUFFER_SIZE);
if (uwCRCValue != uwExpectedCRCValue)
{
    Error_Handler();
}
else
{
    App_Handler();
}

结果也是正确的.

CRC应用非常广泛,比如可以校验一下你Flash内容有没有被改动,传输数据包有没有问题,他是检错码,但不是纠错码.另外,默认用的是以太网标准的CRC-32.如图一致.

STM32F0的CRC还可以让计算初值不是0xFFFFFFFF,如图配置.

与初值0xFFFFFFFF计算出来结果就完全不一样了.

其实库函数里面还有一个叫HAL_CRC_Accumulate的函数.他的作用是累积CRC计算数值,执行一次时候,结果是一样的,但是,执行两次就不是了,因为他不清空之前的数值.

如果执行两次,结果如下:

如果使用HAL_CRC_Calculate函数,就不会有问题,因为每次都清空.

他们函数内只差了这么一句.

累积的函数里面这一句是没有的.

CRC长度可以自定义等等,也是挺方便的,可以用于加密,CRC碰撞概率并不会很低,虽然说32位CRC是40亿才重复一次,但是那是特别理想情况,实际上远比这个要低.当然,如果合理的通过公式改变,输入数据改变,达到校验目的,也不是特别难的事情.
 

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