CRC校驗 、STM32中CRC計算單元、 CRC應(yīng)用

從這一段時間后臺反饋的問題可以看得出來，好些朋友對CRC沒有什么概念，今天就在這里講述一下關(guān)于CRC校驗、STM32中CRC計算單元相關(guān)內(nèi)容。

1關(guān)于CRC校驗

CRC：Cyclic Redundancy Check，即循環(huán)冗余校驗碼。

CRC是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中最常用的一種查錯校驗碼，其特征是信息字段和校驗字段的長度可以任意選定。

循環(huán)冗余檢查（CRC）是一種數(shù)據(jù)傳輸檢錯功能，對數(shù)據(jù)進行多項式計算，并將得到的結(jié)果附在幀的后面，接收設(shè)備也執(zhí)行類似的算法，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。

---來自百度百科

學電子、計算機相關(guān)專業(yè)的同學都應(yīng)該學習過CRC的基礎(chǔ)原理。其原理說難不難，可以說就是一個公式。同時，說簡單也不簡單，這個公式里面包含的內(nèi)容不簡單。

拿STM32參考手冊中CRC計算單元來說，使用CRC-32(以太網(wǎng))多項式： 0x4C11DB7

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

關(guān)于CRC基礎(chǔ)原理的內(nèi)容比較多，百度、谷歌一下可以看到很多關(guān)于CRC原理的內(nèi)容，我這里就不再過多講述。

參考維基百科循環(huán)冗余校驗：

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BE%AA%E7%92%B0%E5%86%97%E9%A4%98%E6%A0%A1%E9%A9%97

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STM32中CRC計算單元

相信初學STM32的朋友都知道STM32中有個CRC計算單元，如果有不知道的去面壁思過（參考手冊中目錄一看就能看見CRC章節(jié)）。

但很多朋友都僅限知道有CRC計算單元這個東西，基本都沒怎么進一步了解過。

STM32全系列產(chǎn)品都具有 CRC 外設(shè)（注意，是全系列都有）， 對 CRC 的計算提供硬件支持，為應(yīng)用程序節(jié)省了代碼空間。

STM32的CRC（循環(huán)冗余校驗）計算單元使用一個固定的多項式發(fā)生器從一個 32 位的數(shù)據(jù)字中產(chǎn)生 CRC 碼。

在眾多的應(yīng)用中，基于 CRC 的技術(shù)還常用來驗證數(shù)據(jù)傳輸或存儲的完整性。

根據(jù) EN/IEC60335-1 標準的規(guī)定，這些技術(shù)提供了驗證 Flash 完整性的方法。 CRC 計算單元有助于在運行期間計算軟件的簽名，并將該簽名與鏈接時生成并存儲在指定存儲單元的參考簽名加以比較。

CRC 主要特性

使用 CRC-32 （以太網(wǎng)）多項式： 0x4C11DB7

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

單輸入/輸出 32 位數(shù)據(jù)寄存器

CRC 計算在 4 個 AHB 時鐘周期 (HCLK) 內(nèi)完成

8 位通用寄存器 （可用于臨時存儲）

---來自STM32參考手冊

輸入/輸出數(shù)據(jù)的反轉(zhuǎn)

STM32默認不對輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進行位反轉(zhuǎn)。

1.對輸入數(shù)據(jù)的位反轉(zhuǎn)操作可以設(shè)置為按字節(jié)/半字 /字為單元進行操作。例如輸入數(shù)據(jù)為 0x1A2B3C4D,

每個字節(jié)內(nèi)逐位反轉(zhuǎn)，結(jié)果是 0x58D43CB2

每半字內(nèi)逐位反轉(zhuǎn)，結(jié)果是 0xD458B23C

每個字長內(nèi)逐位反轉(zhuǎn)，結(jié)果是 0xB23CD458

2.對輸出數(shù)據(jù)的位反轉(zhuǎn)

例如輸出數(shù)據(jù)為 0x11223344,反轉(zhuǎn)后為 0x22CC4488

操作STM32的CRC比較簡單，只有三個比較簡單的寄存器，不管是使用寄存器，還是庫函數(shù)，對于大部分人來說，沒有多大難度。

看下標準庫的部分函數(shù)源碼：

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CRC應(yīng)用

我記得讀書那個時候，想要把CRC搞明白好難啊，原因在于不知道學這個CRC到底有什么用途。

CRC用途其實非常廣泛，我們最常見的就是在一些通信上，比如：Modbus：

再比如之前講述的MAVLink通信協(xié)議：

CRC其主要目的就是驗證數(shù)據(jù)的正確性。在CRC應(yīng)用中，還有一個重要的作用：通過 CRC 校驗對 FLASH 的完整性進行檢查。

在對 FLASH 完整性檢查的應(yīng)用中，需要事先計算出整個 FLASH 的 CRC 校驗值（不包括最后保存 CRC 值的字節(jié)），放在 FLASH 的末尾。在程序啟動或者運行的過程中重新用同樣的方法計算整個 FLASH 的 CRC 校驗值，然后與保存在 FLASH 末尾的 CRC 值進行比較。

這個對Flash添加CRC校驗主要目的：在遠程升級程序可有效檢查程序的完整性。

在IAR EWARM中有這么一個功能：Checksum。不知道大家使用過沒，也是可以對Flash添加CRC的功能。看下圖：