HC32F4A0 CRC32校验

有丶意思

前言

CRC即[循环冗余校验码]：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。

硬件CRC32校验

测试平台为HC32F4A0，只使用了CRC32校验，由于CRC16校验种类繁多，意义不大。

CRC32校验支持一次校验所有数据，以及分段校验(这个很重要)；单片机中由于内存不够大，校验的时候需要分段进行校验，以降低内存消耗。

1. /*************************************************************************************************************
   
2. * 文件名                :        hc32f4a0_crc.c
   
3. * 功能                        :        HC32F4A0 CRC驱动
   
4. * 详细                        :        支持crc32校验
   
5. *************************************************************************************************************/
   
6. #include "hc32f4a0.h"
   
7. #include "hc32f4a0_map.h"
   
8. #include "system.h"
   
9. #include "hc32f4a0_crc.h"
   
10. 
    
11. /*************************************************************************************************************************
    
12. * 函数                        :        void HC32CRC_PowerUp(void)
    
13. * 功能                        :        HC32硬件CRC上电
    
14. * 参数                        :        无
    
15. * 返回                        :        无
    
16. * 依赖                        :        底层
    
17. * 作者                        :        cp1300@139.com
    
18. * 时间                        :        2022-02-16
    
19. * 最后修改时间         :         2022-02-16
    
20. * 说明                        :         使用前必须先上电,初始化时钟,使能CRC
    
21. *************************************************************************************************************************/
    
22. void HC32CRC_PowerUp(void)
    
23. {
    
24.         SYS_DeviceClockEnable(DEV_CRC, TRUE);        //使能时钟
    
25. }
    
26. 
    
27. /*************************************************************************************************************************
    
28. * 函数                        :        void HC32CRC_PowerDown(void)
    
29. * 功能                        :        HC32硬件CRC掉电
    
30. * 参数                        :        无
    
31. * 返回                        :        无
    
32. * 依赖                        :        底层
    
33. * 说明                        :         掉电后将不能使用CRC
    
34. *************************************************************************************************************************/
    
35. void HC32CRC_PowerDown(void)
    
36. {
    
37.         SYS_DeviceClockEnable(DEV_CRC, FALSE);        //关闭时钟
    
38. }
    
39. 
    
40. /*************************************************************************************************************************
    
41. * 函数                        :        u32 HC32CRC_CRC32_Check(u8 *pData, u32 DataSize)
    
42. * 功能                        :        HC32硬件CRC32校验(一次校验完所有)
    
43. * 参数                        :        pData:待校验数据;DataSize:数据大小
    
44. * 返回                        :        校验结果
    
45. * 依赖                        :        底层
    
46. * 说明                        :         必须先上电
    
47. *************************************************************************************************************************/
    
48. u32 HC32CRC_CRC32_Check(u8 *pData, u32 DataSize)
    
49. {
    
50.         vu8 *pDAT_Reg;
    
51.        
    
52.         if(pData == NULL || DataSize == 0) return 0;
    
53.         CRC->CR |= BIT0;;        //选择crc32
    
54.         CRC->RESTLT = 0xFFFFFFFF;        //写入初值
    
55.         pDAT_Reg = (vu8*)CRC->DAT;
    
56.        
    
57.         while(DataSize --)
    
58.         {
    
59.                 *pDAT_Reg = *pData ++;
    
60.         }
    
61.        
    
62.         return CRC->RESTLT;
    
63. }
    
64. 
    
65. /*************************************************************************************************************************
    
66. * 函数                        :        void HC32CRC_CRC32_Start(HC32CRC_HANDLE *pHandle)
    
67. * 功能                        :        HC32硬件CRC32分段校验开始
    
68. * 参数                        :        pHandle:句柄
    
69. * 返回                        :        校验结果
    
70. * 依赖                        :        底层
    
71. * 说明                        :         必须先上电
    
72. *************************************************************************************************************************/
    
73. void HC32CRC_CRC32_Start(HC32CRC_HANDLE *pHandle)
    
74. {
    
75.         pHandle->uCRCValue = 0xFFFFFFFF;
    
76. }
    
77. 
    
78. 
    
79. /*************************************************************************************************************************
    
80. * 函数                        :        u32 HC32CRC_CRC32_ContinueCheck(HC32CRC_HANDLE *pHandle, u8 *pData, u32 DataSize)
    
81. * 功能                        :        HC32硬件CRC32继续校验(分段)
    
82. * 参数                        :        pHandle:句柄;pData:待校验数据;DataSize:数据大小
    
83. * 返回                        :        校验结果
    
84. * 依赖                        :        底层
    
85. * 说明                        :         必须先上电,并 HC32CRC_CRC32_Start()
    
86. *************************************************************************************************************************/
    
87. u32 HC32CRC_CRC32_ContinueCheck(HC32CRC_HANDLE *pHandle, u8 *pData, u32 DataSize)
    
88. {
    
89.         vu8 *pDAT_Reg;
    
90.        
    
91.         if(pData == NULL || DataSize == 0) return 0;
    
92.         CRC->CR |= BIT0;                                        //选择crc32
    
93.         if(pHandle->uCRCValue == 0xFFFFFFFF)
    
94.         {
    
95.                 CRC->RESTLT = pHandle->uCRCValue;        //写入初值
    
96.         }
    
97.         else
    
98.         {
    
99.                 CRC->RESTLT = pHandle->uCRCValue ^ 0xFFFFFFFF;        //中间值在输出的时候进行了异或,此处进行还原
    
100.         }
     
101.        
     
102.         pDAT_Reg = (vu8*)CRC->DAT;
     
103.        
     
104.         while(DataSize --)
     
105.         {
     
106.                 *pDAT_Reg = *pData ++;
     
107.         }
     
108.        
     
109.         pHandle->uCRCValue = CRC->RESTLT;
     
110.         return pHandle->uCRCValue;
     
111. }

复制代码

1. /*************************************************************************************************************
   
2. * 文件名                :        hc32f4a0_crc.h
   
3. * 功能                        :        HC32F4A0 CRC驱动
   
4. * 详细                        :       
   
5. *************************************************************************************************************/
   
6. #ifndef _HC32F4A0_CRC_H_
   
7. #define _HC32F4A0_CRC_H_
   
8. #include "hc32f4a0_system.h"
   
9. 
   
10. void HC32CRC_PowerUp(void);                //HC32硬件CRC上电
    
11. void HC32CRC_PowerDown(void);        //HC32硬件CRC掉电
    
12. u32 HC32CRC_CRC32_Check(u8 *pData, u32 DataSize);//HC32硬件CRC32校验(一次校验完所有)
    
13. 
    
14. //硬件CRC校验句柄
    
15. typedef struct  
    
16. {
    
17.         u32 uCRCValue;        //初值与中间过程值
    
18. }HC32CRC_HANDLE;
    
19. void HC32CRC_CRC32_Start(HC32CRC_HANDLE *pHandle);//HC32硬件CRC32分段校验开始
    
20. u32 HC32CRC_CRC32_ContinueCheck(HC32CRC_HANDLE *pHandle, u8 *pData, u32 DataSize);//HC32硬件CRC32继续校验(分段)
    
21. 
    
22. #endif //_HC32F4A0_CRC_H_
    

复制代码

下面是软件CRC32校验,同样支持一次校验与分段校验,代码来自互联网,通过查表方式,浪费1KB flash空间,效率极高,你也可以找到直接计算的crc32,不通过查表方式,可以降低flash消耗,但是效率降低;

1. 
   
2. /*************************************************************************************************************
   
3. * 文件名                :        CRC32.c
   
4. * 功能                        :        软件CRC32校验
   
5. * 详细                        :        支持一次性校验,与逐步分包校验
   
6. *************************************************************************************************************/
   
7. #include "CRC32.h"
   
8. #include "typedef.h"
   
9. #include "string.h"
   
10. 
    
11. 
    
12. #define CRC32_INIT  0xffffffff
    
13. #define CRC32_XOROT 0xffffffff
    
14. 
    
15. static const u32 scg_CRC32_Table[256] =
    
16. {
    
17.    0x00000000, 0x77073096, 0xEE0E612C, 0x990951BA,
    
18.    0x076DC419, 0x706AF48F, 0xE963A535, 0x9E6495A3,
    
19.    0x0EDB8832, 0x79DCB8A4, 0xE0D5E91E, 0x97D2D988,
    
20.    0x09B64C2B, 0x7EB17CBD, 0xE7B82D07, 0x90BF1D91,
    
21.    0x1DB71064, 0x6AB020F2, 0xF3B97148, 0x84BE41DE,
    
22.    0x1ADAD47D, 0x6DDDE4EB, 0xF4D4B551, 0x83D385C7,
    
23.    0x136C9856, 0x646BA8C0, 0xFD62F97A, 0x8A65C9EC,
    
24.    0x14015C4F, 0x63066CD9, 0xFA0F3D63, 0x8D080DF5,
    
25.    0x3B6E20C8, 0x4C69105E, 0xD56041E4, 0xA2677172,
    
26.    0x3C03E4D1, 0x4B04D447, 0xD20D85FD, 0xA50AB56B,
    
27.    0x35B5A8FA, 0x42B2986C, 0xDBBBC9D6, 0xACBCF940,
    
28.    0x32D86CE3, 0x45DF5C75, 0xDCD60DCF, 0xABD13D59,
    
29.    0x26D930AC, 0x51DE003A, 0xC8D75180, 0xBFD06116,
    
30.    0x21B4F4B5, 0x56B3C423, 0xCFBA9599, 0xB8BDA50F,
    
31.    0x2802B89E, 0x5F058808, 0xC60CD9B2, 0xB10BE924,
    
32.    0x2F6F7C87, 0x58684C11, 0xC1611DAB, 0xB6662D3D,
    
33.    0x76DC4190, 0x01DB7106, 0x98D220BC, 0xEFD5102A,
    
34.    0x71B18589, 0x06B6B51F, 0x9FBFE4A5, 0xE8B8D433,
    
35.    0x7807C9A2, 0x0F00F934, 0x9609A88E, 0xE10E9818,
    
36.    0x7F6A0DBB, 0x086D3D2D, 0x91646C97, 0xE6635C01,
    
37.    0x6B6B51F4, 0x1C6C6162, 0x856530D8, 0xF262004E,
    
38.    0x6C0695ED, 0x1B01A57B, 0x8208F4C1, 0xF50FC457,
    
39.    0x65B0D9C6, 0x12B7E950, 0x8BBEB8EA, 0xFCB9887C,
    
40.    0x62DD1DDF, 0x15DA2D49, 0x8CD37CF3, 0xFBD44C65,
    
41.    0x4DB26158, 0x3AB551CE, 0xA3BC0074, 0xD4BB30E2,
    
42.    0x4ADFA541, 0x3DD895D7, 0xA4D1C46D, 0xD3D6F4FB,
    
43.    0x4369E96A, 0x346ED9FC, 0xAD678846, 0xDA60B8D0,
    
44.    0x44042D73, 0x33031DE5, 0xAA0A4C5F, 0xDD0D7CC9,
    
45.    0x5005713C, 0x270241AA, 0xBE0B1010, 0xC90C2086,
    
46.    0x5768B525, 0x206F85B3, 0xB966D409, 0xCE61E49F,
    
47.    0x5EDEF90E, 0x29D9C998, 0xB0D09822, 0xC7D7A8B4,
    
48.    0x59B33D17, 0x2EB40D81, 0xB7BD5C3B, 0xC0BA6CAD,
    
49.    0xEDB88320, 0x9ABFB3B6, 0x03B6E20C, 0x74B1D29A,
    
50.    0xEAD54739, 0x9DD277AF, 0x04DB2615, 0x73DC1683,
    
51.    0xE3630B12, 0x94643B84, 0x0D6D6A3E, 0x7A6A5AA8,
    
52.    0xE40ECF0B, 0x9309FF9D, 0x0A00AE27, 0x7D079EB1,
    
53.    0xF00F9344, 0x8708A3D2, 0x1E01F268, 0x6906C2FE,
    
54.    0xF762575D, 0x806567CB, 0x196C3671, 0x6E6B06E7,
    
55.    0xFED41B76, 0x89D32BE0, 0x10DA7A5A, 0x67DD4ACC,
    
56.    0xF9B9DF6F, 0x8EBEEFF9, 0x17B7BE43, 0x60B08ED5,
    
57.    0xD6D6A3E8, 0xA1D1937E, 0x38D8C2C4, 0x4FDFF252,
    
58.    0xD1BB67F1, 0xA6BC5767, 0x3FB506DD, 0x48B2364B,
    
59.    0xD80D2BDA, 0xAF0A1B4C, 0x36034AF6, 0x41047A60,
    
60.    0xDF60EFC3, 0xA867DF55, 0x316E8EEF, 0x4669BE79,
    
61.    0xCB61B38C, 0xBC66831A, 0x256FD2A0, 0x5268E236,
    
62.    0xCC0C7795, 0xBB0B4703, 0x220216B9, 0x5505262F,
    
63.    0xC5BA3BBE, 0xB2BD0B28, 0x2BB45A92, 0x5CB36A04,
    
64.    0xC2D7FFA7, 0xB5D0CF31, 0x2CD99E8B, 0x5BDEAE1D,
    
65.    0x9B64C2B0, 0xEC63F226, 0x756AA39C, 0x026D930A,
    
66.    0x9C0906A9, 0xEB0E363F, 0x72076785, 0x05005713,
    
67.    0x95BF4A82, 0xE2B87A14, 0x7BB12BAE, 0x0CB61B38,
    
68.    0x92D28E9B, 0xE5D5BE0D, 0x7CDCEFB7, 0x0BDBDF21,
    
69.    0x86D3D2D4, 0xF1D4E242, 0x68DDB3F8, 0x1FDA836E,
    
70.    0x81BE16CD, 0xF6B9265B, 0x6FB077E1, 0x18B74777,
    
71.    0x88085AE6, 0xFF0F6A70, 0x66063BCA, 0x11010B5C,
    
72.    0x8F659EFF, 0xF862AE69, 0x616BFFD3, 0x166CCF45,
    
73.    0xA00AE278, 0xD70DD2EE, 0x4E048354, 0x3903B3C2,
    
74.    0xA7672661, 0xD06016F7, 0x4969474D, 0x3E6E77DB,
    
75.    0xAED16A4A, 0xD9D65ADC, 0x40DF0B66, 0x37D83BF0,
    
76.    0xA9BCAE53, 0xDEBB9EC5, 0x47B2CF7F, 0x30B5FFE9,
    
77.    0xBDBDF21C, 0xCABAC28A, 0x53B39330, 0x24B4A3A6,
    
78.    0xBAD03605, 0xCDD70693, 0x54DE5729, 0x23D967BF,
    
79.    0xB3667A2E, 0xC4614AB8, 0x5D681B02, 0x2A6F2B94,
    
80.    0xB40BBE37, 0xC30C8EA1, 0x5A05DF1B, 0x2D02EF8D
    
81. };
    
82. 
    
83. 
    
84. 
    
85. /*************************************************************************************************************************
    
86. * 函数                                :        u32 crc32_check(u8* pData, u32 DataSize)
    
87. * 功能                                :        crc32校验(一次性完成所有数据校验)
    
88. * 参数                                :        pData:待校验数据缓冲区;DataSize:待校验数据大小
    
89. * 返回                                :        校验结果
    
90. * 依赖                                :        底层
    
91. * 说明                                :       
    
92. *************************************************************************************************************************/
    
93. u32 crc32_check(u8* pData, u32 DataSize)
    
94. {
    
95.         unsigned int uCRCValue;
    
96. 
    
97.         if (pData == NULL || DataSize == 0) return 0;
    
98.         /* init the start value */
    
99.         uCRCValue = CRC32_INIT;
    
100. 
     
101.         /* calculate CRC */
     
102.         while (DataSize--)
     
103.         {
     
104.                 uCRCValue = scg_CRC32_Table[(uCRCValue ^ *pData++) & 0xFF] ^ (uCRCValue >> 8);
     
105.         }
     
106.         /* XOR the output value */
     
107.         return uCRCValue ^ CRC32_XOROT;
     
108. }
     
109. 
     
110. 
     
111. 
     
112. /*************************************************************************************************************************
     
113. * 函数                                :        void crc32_start(CRC32_HANDLE *pHandle)
     
114. * 功能                                :        crc32校验分段校验开始(初始化)
     
115. * 参数                                :        pHandle:CRC32句柄
     
116. * 返回                                :        校验结果
     
117. * 依赖                                :        底层
     
118. * 说明                                :
     
119. *************************************************************************************************************************/
     
120. void crc32_start(CRC32_HANDLE *pHandle)
     
121. {
     
122.         if (pHandle == NULL) return;
     
123.         /* init the start value */
     
124.         pHandle->uCRCValue = CRC32_INIT;
     
125. }
     
126. 
     
127. /*************************************************************************************************************************
     
128. * 函数                                :        u32 crc32_continue_check(CRC32_HANDLE* pHandle, u8* pData, u32 DataSize)
     
129. * 功能                                :        crc32分段继续校验(分段校验)
     
130. * 参数                                :        pHandle:CRC32句柄;pData:待校验数据缓冲区;DataSize:待校验数据大小
     
131. * 返回                                :        校验结果
     
132. * 依赖                                :        底层
     
133. * 说明                                :        开始时需要调用crc32_start()进行初始化
     
134. *************************************************************************************************************************/
     
135. u32 crc32_continue_check(CRC32_HANDLE* pHandle, u8* pData, u32 DataSize)
     
136. {
     
137.         if (pHandle == NULL || pData == NULL || DataSize == 0) return 0;
     
138.        
     
139.         /* calculate CRC */
     
140.         while (DataSize--)
     
141.         {
     
142.                 pHandle->uCRCValue = scg_CRC32_Table[(pHandle->uCRCValue ^ *pData++) & 0xFF] ^ (pHandle->uCRCValue >> 8);
     
143.         }
     
144.         /* XOR the output value */
     
145.         return pHandle->uCRCValue ^ CRC32_XOROT;

复制代码

1. /*************************************************************************************************************
   
2. * 文件名                :        CRC32.h
   
3. * 功能                        :        软件CRC32校验
   
4. * 详细                        :        支持一次性校验,与逐步分包校验
   
5. *************************************************************************************************************/
   
6. #ifndef _CRC32_H_
   
7. #define _CRC32_H_
   
8. #include "typedef.h"
   
9. 
   
10. 
    
11. //CRC32校验句柄
    
12. typedef struct  
    
13. {
    
14.         u32 uCRCValue;        //初值与中间过程值
    
15. }CRC32_HANDLE;
    
16. 
    
17. 
    
18. u32 crc32_check(u8* pData, u32 DataSize);                                                                        //crc32校验(一次性完成所有数据校验)
    
19. void crc32_start(CRC32_HANDLE* pHandle);                                                                        //crc32校验分段校验开始(初始化)
    
20. u32 crc32_continue_check(CRC32_HANDLE* pHandle, u8* pData, u32 DataSize);        //crc32分段继续校验(分段校验)
    
21. 
    
22. #endif //_CRC32_H_      

复制代码

下面是软硬件CRC32的测试代码;

1. u8 buff[32];
   
2.         u8 i;
   
3.         u32 crc32;
   
4.         HC32CRC_HANDLE mHC32CRC_Handle;        //硬件CRC校验句柄
   
5.         CRC32_HANDLE mCRC32_Handle;                //软件CRC32校验句柄
   
6.        
   
7.         for(i = 0;i < 10;i ++)
   
8.         {
   
9.                 buff[i] = i;
   
10.         }
    
11.        
    
12.         crc32 = crc32_check(buff, 10);
    
13.         uart_printf("软件CRC32结果:0x%X\r\n", crc32);
    
14.         crc32_start(&mCRC32_Handle);                                                                                        //crc32校验分段校验开始(初始化)
    
15.         crc32 = crc32_continue_check(&mCRC32_Handle, &buff[0], 5);                                //crc32分段继续校验(分段校验)
    
16.         uart_printf("软件CRC32分段校验1结果:0x%X\r\n", crc32);
    
17.         crc32 = crc32_continue_check(&mCRC32_Handle, &buff[5], 5);                                //crc32分段继续校验(分段校验)
    
18.         uart_printf("软件CRC32分段校验2结果:0x%X\r\n", crc32);
    
19.        
    
20.         HC32CRC_PowerUp();                //HC32硬件CRC上电
    
21.         crc32 = HC32CRC_CRC32_Check(buff, 10);//HC32硬件CRC32校验(一次校验完所有)
    
22.         uart_printf("硬件CRC32结果:0x%X\r\n", crc32);
    
23.        
    
24.        
    
25.         //硬件CRC分段校验
    
26.         HC32CRC_CRC32_Start(&mHC32CRC_Handle);//HC32硬件CRC32分段校验开始
    
27.         crc32 = HC32CRC_CRC32_ContinueCheck(&mHC32CRC_Handle, &buff[0], 5);//HC32硬件CRC32继续校验(分段)
    
28.         uart_printf("硬件CRC32分段校验1结果:0x%X\r\n", crc32);
    
29.         crc32 = HC32CRC_CRC32_ContinueCheck(&mHC32CRC_Handle, &buff[5], 5);//HC32硬件CRC32继续校验(分段)

复制代码

测试结果

对比

结语

CRC32检错能力极强，开销小，易于用编码器及检测电路实现。从其检错能力来看，它所不能发现的错误的几率仅为0.0047%以下。从性能上和开销上考虑，均远远优于奇偶校验及算术和校验等方式。因而，在数据存储和数据通讯领域，CRC无处不在：著名的通讯协议X.25的FCS（帧检错序列）采用的是CRC-CCITT，ARJ、LHA等压缩工具软件采用的是CRC32，磁盘驱动器的读写采用了CRC16，通用的图像存储格式GIF、TIFF等也都用CRC作为检错手段。