單片機Flash自檢和添加CRC常見方法

市面上很多基于單片機的產品都具有在線或離線升級功能，為了防止升級過程出現(xiàn)意外，一般我們都會對Flash程序數(shù)據進行校驗，常見的就是添加 CRC 校驗信息。

本文給大家講述一下Keil和IAR中計算CRC值的方法。

Flash自檢的流程

Flash的自檢一般分為啟動時自檢和程序運行時自檢兩個階段。不管是哪種自檢，其思路都是：

在程序編譯完成后，計算整個程序的CRC值，然后將這個CRC值添加到可執(zhí)行文件末尾，再將帶有CRC校驗值的可執(zhí)行文件燒錄到MCU中。程序啟動后，由程序中的自檢代碼重新根據當前Flash內容（不包括預存的CRC校驗值）計算一次CRC值，再與之前預先計算并燒錄到Flash中的CRC校驗值進行比較，如果一致就通過檢測。

這兩個自檢階段的區(qū)別就是：

程序啟動自檢是一次性對整個實際Flash代碼范圍計算出最終的CRC值；而運行時的自檢，為了不影響其他程序模塊的運行，計算CRC的過程是分步進行的，每次計算一部分，分多次計算出最終的CRC值。圍繞Flash的自檢所發(fā)生的問題可以歸為兩大類，一類是預先計算CRC值時和上電后計算CRC值的Flash范圍設置是否一致；第二類就是預先計算CRC時和上電后計算CRC采用的CRC算法是否一致。

如何添加CRC值

下面我們主要介紹如何添加CRC校驗值到可執(zhí)行文件。

1、基于IAR環(huán)境

如果你使用IAR，那么添加CRC值的配置相對比較簡單。通過配置IAR的CRC計算參數(shù)，自動對整個FLASH空間進行CRC計算，并將計算結果放到FLASH的末尾。

1. 修改Link文件，指定CRC值的存放位置

在Link文件中增加下面語句，指定checksum在FLASH中的存儲位置。（可點擊圖片放大查看）

該語句指定將CRC的值放在FLASH的末尾位置,是整個FLASH空間的末尾，不是應用程序的代碼末尾。這樣，CRC值的位置就是固定的。不會隨代碼大小而變化。

在自檢代碼中，可以通過__checksum讀取Flash中保存的CRC校驗值來與重新計算的CRC值進行比較。

2. 配置Checksum頁面的參數(shù)

在link文件中指定了checksum的存儲位置后，還要在工程配置菜單中，配置計算CRC值的范圍和參數(shù)。見下圖（可點擊圖片放大查看）：

IAR的checksum頁面分為兩個部分。

第一部分，也就是紅線圈出的部分。定義了FLASH中需要計算CRC的范圍和空閑字節(jié)填充值。這里注意要留出flash末尾存儲CRC值的位置。

剩下的部分，就是對checksum計算參數(shù)的設定部分。

Checksum size：?選擇checksum的大小（字節(jié)數(shù)）

Alignment：?指定checksum的對齊方式。一般，處理器不支持非對齊訪問時有用，不填的話默認1字節(jié)對齊。

Algorithm：?選擇checksum的算法

Complement：?是否需要進行補碼計算。選擇“As is”就是不進行補碼計算。

Bit order：?位輸出的順序。MSB first，每個字節(jié)的高位在前。LSB first，每個字節(jié)的低位在前。

Reverse byte order within word：?對于輸入數(shù)據，在一個字內反轉各個字節(jié)的順序。

Initial value：?checksum計算的初始化值

Checksum unit size：?選擇進行迭代的單元大小，按8-bit，16-bit還是32-bit進行迭代。

3. STM32CRC外設的配置

與上圖IARchecksum的配置對應，STM32 CRC外設可以按以下配置：

聚= 0x4C11DB7（CRC32）

Initial_Crc = 0Xffffffff

輸入/輸出數(shù)據不反轉

輸入數(shù)據：根據實際Flash范圍設定，留出CRC校驗值的位置

CRC外設初始化及計算代碼（可點擊圖片放大查看）：

2、基于Keil環(huán)境

KEIL沒有提供直接生成CRC值的功能，所以需要借助外部的工具計算CRC值，然后添加到可執(zhí)行文件的末尾。 在X-CUBE-CLASSB軟件中提供了bat文件，它會利用外部工具Srecord來生成整個Flash的CRC校驗碼并放在文件末尾。 這個工具同樣也可以和標準外設庫的ClassB庫一起用。 下面我們就來看看如何在KEIL工程中利用Srecord工具來添加CRC值。

1. 安裝Srecord工具

下載Srecord 工具（http://srecord.sourceforge.net ）。 將srec_cat.exe，srec_cmp.exe，srec_info.exe拷貝到C:\SREC（自己新建）目錄下。

2. 添加crc_gen_keil.bat及crc_load.ini文件到KEIL工程同級目錄下

打開X-CUBE-CLASSB軟件包中的任意KEIL工程目錄，將其中crc_gen_keil.bat及crc_load.ini文件拷貝到自己的KEIL工程目錄下。

crc_gen_keil.bat：利用外部工具Srecord來生成整個Flash的CRC校驗碼并放在文件末尾。

crc_load.ini：這個文件調試時有用，用來配置調試時導入帶CRC校驗碼的HEX，避免對FLASH檢測失敗導致程序無法正常運行。

這兩個文件中的內容也需要根據新工程路徑進行修改：

將crc_gen_keil.bat中的TARGET_NAME和TARGET_PATH改成跟新工程一致。 否則不能成功的自動生成帶CRC校驗值的HEX文件。

Crc_load.ini文件中的路徑和文件也要和實際的一致

3. 添加定義CRC校驗碼存儲區(qū)域

（可點擊圖片放大查看）

在分散加載文件中將CHECKSUM指定在代碼的末尾。和IAR不同的是，通過在分散加載文件中+last指定checksum的位置，它不是將其固定放在整個flash地址的末尾，而是放在實際代碼的末尾。

（可點擊圖片放大查看）

4. 添加外部命令讓KEIL在編譯結束后，自動生成一個帶CRC校驗值的HEX文件

定義debug和flash download使用的HEX文件路徑，使用帶CRC校驗值的HEX文件。

5. STM32CRC外設的配置

這里需要注意,從X-CUBE-CLASSB的軟件包里拷貝出的crc_gen_keil.bat文件，里面的BYTE_SWAP設為1，也就是它在計算CRC值的時候，輸入的數(shù)據，在一個字內按字節(jié)顛倒順序。

所以直接用HAL_CRC_Calculate函數(shù)進行計算結果是不對的?？梢詤⒖枷旅娴拇a來初始化及進行計算：

（可點擊圖片放大查看）

或者，將crc_gen_keil.bat文件，里面的BYTE_SWAP改為0， 就可以直接調用HAL_CRC_Calculate函數(shù)進行計算了。

總結

本文介紹了基于IAR及ARM KEIL中如何添加CRC校驗值的過程。在X-CUBE-CLASSB軟件包中，也都可以找到對應的例程。如果在調試中，遇到FLASH CRC校驗出錯，也不用急。

可以從計算CRC值的范圍設置是否一致和采用的CRC算法是否一致這兩個方面去找原因。一定要調試看看代碼實際執(zhí)行的情況，比如要測試的地址范圍和實際代碼執(zhí)行時計算的地址范圍是否一樣，防止因為coding錯誤造成檢測不通過。

　　審核編輯：湯梓紅