TI MSPM0L1306 LaunchPad体验07：循环冗余校验模块（CRC）探秘

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TI MSPM0L1306 LaunchPad体验07：循环冗余校验模块（CRC）探秘 [复制链接]

循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check，CRC）是一种常用的检测数据完整性的算法。相比MD5、SHA1等Hash算法，它的计算复杂度更低，更方便用于低功耗设计。MSPM0中包含CRC硬件模块，用于高效可靠地计算CRC值，并且支持CRC32（以前MSP430只支持CRC16）。

场景

通常CRC的用法是：

1、发送端发送一段信息，然后附带上这段信息的CRC(1)。

2、接收端收到信息后，用相同的CRC算法计算得到CRC(2)。

3、比较CRC(1)和CRC(2)是否相等，从而判定信息传输是否准确。

问题

根据使用场景，我们希望CRC存在一个标准算法，可以同时在发送端和接收端实现。但实际情况是，CRC存在很多不同的版本，每个版本还可能有不同的初始化参数。开发中常见的问题在于如何选择一个标准版本和对应参数？

CRC8和更高位数的算法和参数：

常见的CRC有：

MSPM0L1306中的CRC

一共实现了2种CRC算法，分别是CRC16-CCITT、CRC32-ISO3309。这里以新增的CRC32为例来进行实测和分析。

实测和分析

SysConfig配置：

SysConfig中能调整的参数并不多，但我修改了Input Byte Order，所以依然是个自定义的Profile。

测试代码不复杂，只是每一个细节都值得注意。完整代码如下：

对应的输出如下：

比对了多个结果，和网上流传的CRC32/MPEG-2版本结果一致：

来源：https://crccalc.com/?crc=EEWorld!&method=crc32&datatype=ascii&outtype=0

在PC上有很多CRC32的软件实现，但我测试用python的zlib库（python常用的运算CRC32的库）计算结果是不匹配的。

因此这里重新实现一个PC版本的CRC32，它的结果和LaunchPad的结果可以相匹配。

运行结果如下：

可以看到只有重新实现的crc32mpeg2()的结果和LaunchPad的输出相匹配。

这段python代码主要操作是位运算，也可以方便地用其它语言实现。

小结

CRC32是一组常见的CRC实现算法，为了使得PC和LaunchPad上的结果相匹配，需要精心选择一组参数。本文给出了LaunchPad上一组参数对应的软件实现，方便大家在应用开发时利用MSPM0片上的CRC模块进行数据校验。

完整代码

PC上的python程序

import zlib

data = b"EEWorld!"
for d in data:
    print(hex(d), end=' ')
print()

crc1 = zlib.crc32(data)
print('crc1', hex(crc1))


def crc32mpeg2(msg):
    crc = 0xffffffff
    for b in msg:
        crc ^= b << 24
        for _ in range(8):
            crc = (crc << 1) ^ 0x04c11db7 if crc & 0x80000000 else crc << 1
    return crc & 0xffffffff


crc2 = crc32mpeg2(data)
print('crc2', hex(crc2))

LaunchPad主程序

#include "ti_msp_dl_config.h"
#include <stdio.h>

uint32_t data[] = {0x4545576f,0x726c6421}; // 字符串"EEWorld!"
int data_length = 2;
const uint32_t gCrcSeed = CRC_SEED; //0xFFFFFFFF

int main(void) {
  volatile uint32_t crcChecksum;
  volatile bool crcChecksumMatch __attribute__((unused));

  SYSCFG_DL_init();

  crcChecksum = DL_CRC_calculateBlock32(CRC, gCrcSeed, &data[0], data_length);

  printf("crc32: 0x%x\n", crcChecksum);

  while (1) {
    __WFI();
  }
}

SysConfig参考代码

/**
 * These arguments were used when this file was generated. They will be automatically applied on subsequent loads
 * via the GUI or CLI. Run CLI with '--help' for additional information on how to override these arguments.
 * @cliArgs --device "MSPM0L130X" --package "VQFN-32(RHB)" --part "Default" --product "mspm0_sdk@1.20.00.06"
 * [url=home.php?mod=space&uid=304333]@versions[/url] {"tool":"1.18.0+3266"}
 */

/**
 * Import the modules used in this configuration.
 */
const Board  = scripting.addModule("/ti/driverlib/Board");
const CRC    = scripting.addModule("/ti/driverlib/CRC");
const GPIO   = scripting.addModule("/ti/driverlib/GPIO", {}, false);
const GPIO1  = GPIO.addInstance();
const SYSCTL = scripting.addModule("/ti/driverlib/SYSCTL");

/**
 * Write custom configuration values to the imported modules.
 */

CRC.seed       = 0xFFFFFFFF;
CRC.endianness = "BIG_ENDIAN";

GPIO1.$name                          = "GPIO_LEDS";
GPIO1.associatedPins.create(2);
GPIO1.associatedPins[0].$name        = "USER_LED_1";
GPIO1.associatedPins[0].initialValue = "SET";
GPIO1.associatedPins[0].assignedPin  = "0";
GPIO1.associatedPins[0].assignedPort = "PORTA";
GPIO1.associatedPins[1].$name        = "USER_TEST";
GPIO1.associatedPins[1].initialValue = "SET";
GPIO1.associatedPins[1].assignedPort = "PORTA";
GPIO1.associatedPins[1].assignedPin  = "1";

SYSCTL.clockTreeEn = true;

/**
 * Pinmux solution for unlocked pins/peripherals. This ensures that minor changes to the automatic solver in a future
 * version of the tool will not impact the pinmux you originally saw.  These lines can be completely deleted in order to
 * re-solve from scratch.
 */
Board.peripheral.$suggestSolution            = "DEBUGSS";
Board.peripheral.swclkPin.$suggestSolution   = "PA20";
Board.peripheral.swdioPin.$suggestSolution   = "PA19";
GPIO1.associatedPins[0].pin.$suggestSolution = "PA0";
GPIO1.associatedPins[1].pin.$suggestSolution = "PA1";