RVMCU課堂「19」: 手把手教你玩轉(zhuǎn)RVSTAR—CRC計(jì)算篇
[導(dǎo)讀]在之前的內(nèi)容里，我們介紹了很多通信協(xié)議，不過(guò)僅講解了數(shù)據(jù)的收發(fā)方法，而在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，除了要實(shí)現(xiàn)收發(fā)外，還要盡量保證數(shù)據(jù)盡量不出差錯(cuò)。為盡量提高接收方收到數(shù)據(jù)的正確率，在接收數(shù)據(jù)時(shí)要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，檢測(cè)的方式有很多種，常見(jiàn)的有奇偶校驗(yàn)、海明校驗(yàn)和CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）。其...
在之前的內(nèi)容里，我們介紹了很多通信協(xié)議，不過(guò)僅講解了數(shù)據(jù)的收發(fā)方法，而在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，除了要實(shí)現(xiàn)收發(fā)外，還要盡量保證數(shù)據(jù)盡量不出差錯(cuò)。為盡量提高接收方收到數(shù)據(jù)的正確率，在接收數(shù)據(jù)時(shí)要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，檢測(cè)的方式有很多種，常見(jiàn)的有奇偶校驗(yàn)、海明校驗(yàn)和CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）。其中CRC的檢錯(cuò)正確率、速度和成本等方面都具有優(yōu)勢(shì)，也被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中，本期內(nèi)容我們就通過(guò)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)大家了解GD32VF103片內(nèi)CRC單元的應(yīng)用方法。
系統(tǒng)環(huán)境
軟件平臺(tái)
硬件需求
CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）
循環(huán)冗余校驗(yàn)（Cyclic redundancy check，CRC）是一種根據(jù)網(wǎng)上數(shù)據(jù)包或計(jì)算機(jī)文件等數(shù)據(jù)產(chǎn)生簡(jiǎn)短固定位數(shù)校驗(yàn)碼的一種散列函數(shù)，主要用來(lái)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。生成的數(shù)字在傳輸或者存儲(chǔ)之前計(jì)算出來(lái)并且附加到數(shù)據(jù)后面，然后接收方進(jìn)行檢驗(yàn)確定數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化。一般來(lái)說(shuō)，循環(huán)冗余校驗(yàn)的值都是32位的整數(shù)。由于本函數(shù)易于用二進(jìn)制的計(jì)算機(jī)硬件使用、容易進(jìn)行數(shù)學(xué)分析并且尤其善于檢測(cè)傳輸通道干擾引起的錯(cuò)誤，因此獲得廣泛應(yīng)用。此方法是由W. Wesley Peterson于1961年發(fā)表，具體的計(jì)算流程在本期內(nèi)容中不作詳述，請(qǐng)讀者查閱相關(guān)資料或文獻(xiàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。
GD32VF103的計(jì)算單元
GD32VF103的CRC計(jì)算單元使用固定多項(xiàng)式計(jì)算32位CRC校驗(yàn)碼，其主要特征如下：
實(shí)驗(yàn)部分
本期實(shí)驗(yàn)主要讓大家了解CRC計(jì)算單元的應(yīng)用方法，而不涉及具體的通信過(guò)程，實(shí)驗(yàn)思路如下：
/* CRC input value */
uint32_t val = (uint32_t)0x1234ABCD;
/* pre-calculated CRC value for input value */
uint32_t val_crc = (uint32_t)0x9B3CD6F8;
int main(void)
{
/* init the built-in green led */
gd_rvstar_led_init(LED1);
/* enable the CRC clock */
rcu_periph_clock_enable(RCU_CRC);
/* reset the CRC to clear the register */
crc_data_register_reset();
/* compare the pre-calculated CRC value with the value calculated by hardware */
if (val_crc == crc_single_data_calculate(val)) {
gd_rvstar_led_on(LED1);
} else {
gd_rvstar_led_off(LED1);
}
}
系統(tǒng)環(huán)境
軟件平臺(tái)
硬件需求
CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）
循環(huán)冗余校驗(yàn)（Cyclic redundancy check，CRC）是一種根據(jù)網(wǎng)上數(shù)據(jù)包或計(jì)算機(jī)文件等數(shù)據(jù)產(chǎn)生簡(jiǎn)短固定位數(shù)校驗(yàn)碼的一種散列函數(shù)，主要用來(lái)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。生成的數(shù)字在傳輸或者存儲(chǔ)之前計(jì)算出來(lái)并且附加到數(shù)據(jù)后面，然后接收方進(jìn)行檢驗(yàn)確定數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化。一般來(lái)說(shuō)，循環(huán)冗余校驗(yàn)的值都是32位的整數(shù)。由于本函數(shù)易于用二進(jìn)制的計(jì)算機(jī)硬件使用、容易進(jìn)行數(shù)學(xué)分析并且尤其善于檢測(cè)傳輸通道干擾引起的錯(cuò)誤，因此獲得廣泛應(yīng)用。此方法是由W. Wesley Peterson于1961年發(fā)表，具體的計(jì)算流程在本期內(nèi)容中不作詳述，請(qǐng)讀者查閱相關(guān)資料或文獻(xiàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。
GD32VF103的計(jì)算單元
GD32VF103的CRC計(jì)算單元使用固定多項(xiàng)式計(jì)算32位CRC校驗(yàn)碼，其主要特征如下：
-
32位數(shù)據(jù)輸入/輸出寄存器CRC_DATA
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固定的CRC計(jì)算多項(xiàng)式：0x4C11DB7，與以太網(wǎng)CRC計(jì)算多項(xiàng)式相同，即CRC-32/MPEG-2
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對(duì)于32位的輸入數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)輸入到得出計(jì)算結(jié)果，需4個(gè)AHB時(shí)鐘周期，在此期間因32位的輸入緩存存在，AHB總線不會(huì)掛起
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如果不通過(guò)軟件設(shè)置CRC_CTL寄存器的方式清除CRC_DATA寄存器，CRC計(jì)算單元將基于新輸入的原始數(shù)據(jù)和前一次CRC_DATA寄存器中的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算
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提供一個(gè)與計(jì)算無(wú)關(guān)的獨(dú)立8位寄存器CRC_FDATA，可以供其他任何外設(shè)隨時(shí)使用
實(shí)驗(yàn)部分
本期實(shí)驗(yàn)主要讓大家了解CRC計(jì)算單元的應(yīng)用方法，而不涉及具體的通信過(guò)程，實(shí)驗(yàn)思路如下：
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選取一個(gè)特定的32位輸入數(shù)據(jù) 0x1234ABCD
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使用在線的CRC計(jì)算工具，計(jì)算出上述輸入值的CRC值為 0x9B3CD6F8
-
編寫代碼，使用片上CRC計(jì)算單元計(jì)算輸入數(shù)據(jù)的CRC值，與在線工具計(jì)算的CRC值進(jìn)行比對(duì)，使用板載的LED來(lái)表示比較結(jié)果，LED亮表示CRC值計(jì)算正確
/* CRC input value */
uint32_t val = (uint32_t)0x1234ABCD;
/* pre-calculated CRC value for input value */
uint32_t val_crc = (uint32_t)0x9B3CD6F8;
int main(void)
{
/* init the built-in green led */
gd_rvstar_led_init(LED1);
/* enable the CRC clock */
rcu_periph_clock_enable(RCU_CRC);
/* reset the CRC to clear the register */
crc_data_register_reset();
/* compare the pre-calculated CRC value with the value calculated by hardware */
if (val_crc == crc_single_data_calculate(val)) {
gd_rvstar_led_on(LED1);
} else {
gd_rvstar_led_off(LED1);
}
}
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