CRC (cyclic redundancy code) – циклически избыточный код или же контрольная сумма. Представляет из себя число (код), вычисленное на основе исходной информации, которое передается вместе с ней (дописывается в конце слова информационной части). Функция, выполняемая CRC – это контроль безошибочной передачи исходной информации, то есть позволяет диагностировать ошибки при передаче, если они возникнут.

Блок расчета контрольной суммы реализован в МК 1986ВЕ4У и 1986ВК234 для аппаратного вычисления 16 битного CRC. А в МК 1923ВК014 блок модифицирован и может выполнять аппаратный расчёт CRC размерностью до 64 бит включительно.

Для расчёта контрольной суммы нам необходимы:

1) входные данные;

2) эквивалентная полиномиальная функция CRC;

Чтобы рассчитать CRC из входных данных, необходим определенный набор нулей и единиц. Их количество, а также последовательность записывается с помощью порождающего многочлена. Обычно в спецификациях указывают этот самый порождающий или же результирующий полином. Для понимания формирования полинома в качестве примера приведём таблицу:

Существует больше количество различных форматов многочленов или полиномов для генерации CRC.

Расчёт самого CRC осуществляется с помощью операции XOR (оно же сложение по модулю 2/исключающее «или»). В интернете есть много примеров как правильно выполнять расчет. Давайте и мы рассмотрим 3 примера.

1) Для начала выполняем расчёт контрольный суммы:

2) Затем выполним проверку данных по контрольной сумме:

3) Добавим в данные ошибку, чтобы обнаружить её с помощью контрольной суммы.

Как уже ранее было отмечено, блок аппаратного расчёта контрольной суммы присутствует в двух МК Миландра серии 1986 на базе ядра Cortex-M0: 1986ВЕ4У и 1986ВК234. Представлен он 5-тю регистрами: управления, статуса, входных/выходных данных и регистра задания полинома. Блок имеет возможность выполнять расчёт только 16-битного crc, о чём говорит "1" старшего разряда регистра CRC_POL, которую нельзя изменить. Блок на вход может принимать 8-ми, 16-ти, 32-х битные слова данных, может обрабатывать их как в прямом, так и в обратном порядке (со старшего бита). Скорость расчёт составляет 2 бита /PCLK. В контроллере реализовано FIFO на 4 отсчёта, а также канал DMA для загрузки новых слов. Запрос к DMA формируется при условии опустошения FIFO. В стандартном Software Pack для Keil под 4У есть небольшой примеры работы с блоком CRC. Попробуем его рассмотреть. Настройки блока максимально простые. Необходимо, как всегда, разрешить тактирование самого блока в регистре PER2_CLOCK и провести его инициализацию, которая, по сути, заключается в задании полинома и стартового значения:

CRC_StructInit(&CRC_InitStruct);

CRC_InitStruct.CRC_Polynom = 0x8005;
CRC_InitStruct.CRC_StartValue = 0xFFFF;
CRC_Init(&CRC_InitStruct);

Здесь функция CRC_StructInit просто присваивает элементам входной структуры значения по умолчанию:

void CRC_StructInit(CRC_InitTypeDef * CRC_InitStruct)
{
	CRC_InitStruct->CRC_DataSize 		= CRC_DATA_SIZE_8BIT;
	CRC_InitStruct->CRC_DataLoadSize 	= CRC_DATA_LOAD_SIZE_8BIT;
	CRC_InitStruct->CRC_DMARequestState = DISABLE;
	CRC_InitStruct->CRC_EndianMode 		= CRC_LITTLE_ENDIAN_MODE;
	CRC_InitStruct->CRC_Polynom			= 0;
	CRC_InitStruct->CRC_StartValue 		= 0;
}

Поэтому, основные настройки, в данном примере, - это задание полинома и начального значения. Когда блок настроен, можно разрешать его работу, а затем заполнять FIFO данными. В стандартном примере входными данными является массив из 9 элементов, но, как мы помним, блок контрольный суммы в своём распоряжении имеет FIFO только на 4 отсчёта, поэтому, загружая данные, необходимо дождаться появления свободного отсчёта в FIFO.

for(i = 0; i < CRC_ARRAY_SIZE; i++){
  while(CRC_GetFlagStatus(CRC_FIFO_FULL) == SET);
  CRC_WriteData(test_array[i]);
	}

Итак, после прогона всего массива элементов мы получим конечное значение контрольный суммы, рассчитанное аппаратным блоком микроконтроллера. Это значение в примере сравнивают со значением CRC, полученным с помощью функции программного расчёта CRC, на вход которой подаётся тот же массив исходных данных. При программном расчёте контрольной суммы использована следующая функция, очевидно, взятая с просторов интернета, где входными данными является указатель на массив данных и его размерность.

uint16_t Crc16(uint8_t * pcBlock, uint16_t len)
{
    uint16_t crc = 0xFFFF;

    while (len--)
    	crc = (crc >> 8) ^ Crc16Table[(crc & 0xFF) ^ *pcBlock++];

    return crc;
}

Таблица CRC16Table[256]:

const unsigned short Crc16Table[256] = {
		0x0000, 0xC0C1, 0xC181, 0x0140, 0xC301, 0x03C0, 0x0280, 0xC241,
		    0xC601, 0x06C0, 0x0780, 0xC741, 0x0500, 0xC5C1, 0xC481, 0x0440,
		    0xCC01, 0x0CC0, 0x0D80, 0xCD41, 0x0F00, 0xCFC1, 0xCE81, 0x0E40,
		    0x0A00, 0xCAC1, 0xCB81, 0x0B40, 0xC901, 0x09C0, 0x0880, 0xC841,
		    0xD801, 0x18C0, 0x1980, 0xD941, 0x1B00, 0xDBC1, 0xDA81, 0x1A40,
		    0x1E00, 0xDEC1, 0xDF81, 0x1F40, 0xDD01, 0x1DC0, 0x1C80, 0xDC41,
		    0x1400, 0xD4C1, 0xD581, 0x1540, 0xD701, 0x17C0, 0x1680, 0xD641,
		    0xD201, 0x12C0, 0x1380, 0xD341, 0x1100, 0xD1C1, 0xD081, 0x1040,
		    0xF001, 0x30C0, 0x3180, 0xF141, 0x3300, 0xF3C1, 0xF281, 0x3240,
		    0x3600, 0xF6C1, 0xF781, 0x3740, 0xF501, 0x35C0, 0x3480, 0xF441,
		    0x3C00, 0xFCC1, 0xFD81, 0x3D40, 0xFF01, 0x3FC0, 0x3E80, 0xFE41,
		    0xFA01, 0x3AC0, 0x3B80, 0xFB41, 0x3900, 0xF9C1, 0xF881, 0x3840,
		    0x2800, 0xE8C1, 0xE981, 0x2940, 0xEB01, 0x2BC0, 0x2A80, 0xEA41,
		    0xEE01, 0x2EC0, 0x2F80, 0xEF41, 0x2D00, 0xEDC1, 0xEC81, 0x2C40,
		    0xE401, 0x24C0, 0x2580, 0xE541, 0x2700, 0xE7C1, 0xE681, 0x2640,
		    0x2200, 0xE2C1, 0xE381, 0x2340, 0xE101, 0x21C0, 0x2080, 0xE041,
		    0xA001, 0x60C0, 0x6180, 0xA141, 0x6300, 0xA3C1, 0xA281, 0x6240,
		    0x6600, 0xA6C1, 0xA781, 0x6740, 0xA501, 0x65C0, 0x6480, 0xA441,
		    0x6C00, 0xACC1, 0xAD81, 0x6D40, 0xAF01, 0x6FC0, 0x6E80, 0xAE41,
		    0xAA01, 0x6AC0, 0x6B80, 0xAB41, 0x6900, 0xA9C1, 0xA881, 0x6840,
		    0x7800, 0xB8C1, 0xB981, 0x7940, 0xBB01, 0x7BC0, 0x7A80, 0xBA41,
		    0xBE01, 0x7EC0, 0x7F80, 0xBF41, 0x7D00, 0xBDC1, 0xBC81, 0x7C40,
		    0xB401, 0x74C0, 0x7580, 0xB541, 0x7700, 0xB7C1, 0xB681, 0x7640,
		    0x7200, 0xB2C1, 0xB381, 0x7340, 0xB101, 0x71C0, 0x7080, 0xB041,
		    0x5000, 0x90C1, 0x9181, 0x5140, 0x9301, 0x53C0, 0x5280, 0x9241,
		    0x9601, 0x56C0, 0x5780, 0x9741, 0x5500, 0x95C1, 0x9481, 0x5440,
		    0x9C01, 0x5CC0, 0x5D80, 0x9D41, 0x5F00, 0x9FC1, 0x9E81, 0x5E40,
		    0x5A00, 0x9AC1, 0x9B81, 0x5B40, 0x9901, 0x59C0, 0x5880, 0x9841,
		    0x8801, 0x48C0, 0x4980, 0x8941, 0x4B00, 0x8BC1, 0x8A81, 0x4A40,
		    0x4E00, 0x8EC1, 0x8F81, 0x4F40, 0x8D01, 0x4DC0, 0x4C80, 0x8C41,
		    0x4400, 0x84C1, 0x8581, 0x4540, 0x8701, 0x47C0, 0x4680, 0x8641,
		    0x8201, 0x42C0, 0x4380, 0x8341, 0x4100, 0x81C1, 0x8081, 0x4040
};