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[AT32L021]

【AT-START-L021测评】4--CRC计算对比

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本帖最后由 [鑫森淼焱垚] 于 2024-12-27 10:05 编辑



硬件CRC介绍
AT32L021 具有一个CRC计算单元,使用一个固定的多项式发生器,从一个32位的数据产生一个CRC码。在众多的应用中,基于CRC的技术倍用于验证数据传输或存储的一致性。

最后一个寄存器多项式寄存器,在接下来的示例中使用默认值 0x04C1_1DB7。

软件 CRC 实现
直接使用某AI生成的CRC实现代码,设定多项式为 0x04C1_1DB7.

uint32_t crc32(const uint32_t* data, uint32_t length)
{
        uint32_t crc = 0xFFFFFFFF;
        uint32_t polynomial = 0x04C11DB7;

        for (uint32_t i = 0; i < length; i++) {
                crc ^= data[i];
                for (uint32_t j = 0; j < 32; j++) {
                        if (crc & 0x80000000) {
                                crc = (crc << 1) ^ polynomial;
                        } else {
                                crc <<= 1;
                        }
                }
        }

        crc = crc ^ 0xFFFFFFFF;
        return ~crc;
}


对比测试
测试代码如下,分别用硬件CRC和软件CRC对同一个数据进行计算,并把计算结果进行比较。
使用 perf_counter 来统计硬件CRC和软件CRC计算用时。

/*-----------------------------------------  AT32L021 CRC  ---------------------------------------*/

#define BUFFER_SIZE                      120

static const uint32_t data_buffer[BUFFER_SIZE] =
{
        0xc33dd31c, 0xe37ff35e, 0x129022f3, 0x32d24235, 0x52146277, 0x7256b5ea,
        0x4a755a54, 0x6a377a16, 0x0af11ad0, 0x2ab33a92, 0xed0fdd6c, 0xcd4dbdaa,
        0xbb3bab1a, 0x6ca67c87, 0x5cc52c22, 0x3c030c60, 0x1c41edae, 0xfd8fcdec,
        0xad8b9de8, 0x8dc97c26, 0x5c644c45, 0x3ca22c83, 0x1ce00cc1, 0xef1fff3e,
        0x95a88589, 0xf56ee54f, 0xd52cc50d, 0x34e224c3, 0x04817466, 0x64475424,
        0x78066827, 0x18c008e1, 0x28a3cb7d, 0xdb5ceb3f, 0xfb1e8bf9, 0x9bd8abbb,
        0xdf7caf9b, 0xbfba8fd9, 0x9ff86e17, 0x7e364e55, 0x2e933eb2, 0x0ed11ef0,
        0xa35ad3bd, 0xc39cf3ff, 0xe3de2462, 0x34430420, 0x64e674c7, 0x44a45485,
        0xad2abd0b, 0x8d689d49, 0x7e976eb6, 0x5ed54ef4, 0x2e321e51, 0x0e70ff9f,
        0xefbedfdd, 0xcffcbf1b, 0x9f598f78, 0x918881a9, 0xb1caa1eb, 0xd10cc12d,
        0xe16f1080, 0x00a130c2, 0x20e35004, 0x40257046, 0x83b99398, 0xa3fbb3da,
        0x00001021, 0x20423063, 0x408450a5, 0x60c670e7, 0x9129a14a, 0xb16bc18c,
        0x569546b4, 0xb75ba77a, 0x97198738, 0xf7dfe7fe, 0xc7bc48c4, 0x58e56886,
        0x4405a7db, 0xb7fa8799, 0xe75ff77e, 0xc71dd73c, 0x26d336f2, 0x069116b0,
        0x76764615, 0x5634d94c, 0xc96df90e, 0xe92f99c8, 0xb98aa9ab, 0x58444865,
        0x78a70840, 0x18612802, 0xc9ccd9ed, 0xe98ef9af, 0x89489969, 0xa90ab92b,
        0xd1ade1ce, 0xf1ef1231, 0x32732252, 0x52b54294, 0x72f762d6, 0x93398318,
        0xa56ab54b, 0x85289509, 0xf5cfc5ac, 0xd58d3653, 0x26721611, 0x063076d7,
        0x8d689d49, 0xf7dfe7fe, 0xe98ef9af, 0x063076d7, 0x93398318, 0xb98aa9ab,
        0x4ad47ab7, 0x6a961a71, 0x0a503a33, 0x2a12dbfd, 0xfbbfeb9e, 0x9b798b58
};

static const uint32_t CRC_RESULT = 0xE5DFCF6D; // 上面这个缓冲区计算的CRC结果

__IO uint32_t crc_value_at32 = 0; // AT32 硬件CRC计算出来的结果
__IO uint32_t crc_value_sw = 0; // 软件计算出来的结果


/**
  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  main function.
  * @param  none
  * @retval none
  */
int main(void)
{
        system_clock_config();

        crm_periph_clock_enable(CRM_CRC_PERIPH_CLOCK, TRUE); // AT32L021 CRC 外设时钟使能
        crc_data_reset(); // 复位 CRC 数据寄存器
        // crc_poly_value_set(0x04C11DB7); // 默认使用的多项式

        at32_board_init();

        init_cycle_counter(false);

        button_exint_init();

        uart_print_init(115200);
        printf("at32 mcu initialize ok.\r\n");

        // 开始 AT32L021 CRC 计算
        __cycleof__("HW CRC32")
        {
                crc_value_at32 = crc_block_calculate((uint32_t*)data_buffer, BUFFER_SIZE);
        }

        __cycleof__("SW CRC32")
        {
                crc_value_sw = crc32((const uint32_t*)data_buffer, BUFFER_SIZE);
        }
        printf("SW : 0x%08X , ANS = 0x%08X \r\n", crc_value_sw, CRC_RESULT);
        printf("HW : 0x%08X , ANS = 0x%08X \r\n", crc_value_at32, CRC_RESULT);

        if (crc_value_sw == crc_value_at32) {
                printf("PASS \r\n");
                while (1) {
                        at32_led_toggle(LED2);
                        delay_ms(g_speed * DELAY);
                }
        } else {
                printf("FAIL \r\n");
                while (1) {
                        at32_led_toggle(LED4);
                        delay_ms(g_speed * DELAY);
                }
        }
}


Debug -O0

Release -O2

总结
AT32硬件CRC和软件CRC计算一个120个word的速度对比如下,总结3点:
  • 优化等级从-O0提高到-O2,无论硬件CRC还是软件CRC速度都有明显的提升,硬件CRC速度提升倍数约为3.69倍,而软件CRC速度提升约为29.48倍;
  • 优化等级为 -O0 时,硬件CRC速度是软件CRC的24.88倍;
  • 优化等级为 -O2 时,硬件CRC速度是软件CRC的3.11倍;
注意,以上测试分别在 MCU 供电 1.8V 和 3.3V 测试,结果相同。

  Debug -O0
Release -O2
AT32 CRC
3566
966
SW CRC
88724
3009

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ArterySW 打赏了 10.00 元 2025-01-07
理由:作品优秀

沙发
光影捕手| | 2025-1-17 17:37 | 只看该作者
硬件CRC肯定是比软件舒服的

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