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意外，一般我們都會對Flash程序數據進行校驗，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值添加到可執行文件末尾，再將帶有CRC校驗值的可執行文件燒錄到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校驗值到可執行文件。

1、基于IAR環境

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，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

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。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計算參數的設定部分。

Checksum size：?選擇checksum的大小（字節數）

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，每個字節的高位在前。LSB first，每個字節的低位在前。

Reverse byte order within word：?對于輸入數據，在一個字內反轉各個字節的順序。

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/輸出數據不反轉

輸入數據：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。