2022年英飞凌tricore用户手册灵活CRC引擎FCE .pdf
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1、TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-1V1.0,2011-12FCE,V1.712灵活的 CRC 引擎(FCE)该章描述了灵活的CRC引擎(FCE)模块。FCE提供一个或多个循环冗余码(CRC)算法的并行执行。TC1728当前的 FCE 版本实现了IEEE802.3、ethernetCRC32 和 CastagnoliCRC32 多项式标准。FCE 的通用结构允许其能够通过多个多项式扩展。FCE的首要目标是利用CRC签名作为软件应用程序或操作系统服务(与AutosarCRC“CRC例程的规范”兼容)的硬件加速引擎。CRC算法普遍应用于计算唯一的信息签名,这些签名用于在通信线
2、路如内部总线或者微处理器之间的接口的传输时检查信息的可靠性。CRC签名也同样适用于签署存放在可变或者不可变存储单元里的数据块。基于多项式除法计算的签名提供非常高的位错误检测能力。FCE 作为标准FPI 总线从外设工作,并且完全由一组配置和控制寄存器控制。该章由以下内容构成:页 12-3“FCE 特性”页 12-4“操作概览”页 12-6“FCE 功能描述”页 12-14“FCE 模块寄存器”页 12-13“FCE 模块的接口”页 12-28“编程指南”页 12-31“CRC 代码的属性”注意:在 页12-14“FCE模块寄存器”中描述的FCE内核寄存器名称在用户手册中引用时要加上模块名称前缀“
3、FCE_”。注意:FCE在将来极有可能也使用在16位微控制器上。目前还没有这样的需求,但是这个扩展在研发阶段已经被考虑进去了。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-2V1.0,2011-12FCE,V1.712.1相关文档输入文档?D1 A painlessguide to CRC Error DetectionAlgorithms,Ross N.Williams?D2 Autosar R3.1 Rev 0001,Specificationof CRC RoutinesV3.0.2?D332-BitCy
4、clicRedundancyCodesfor InternetApplications,Philip Koopman,InternationalConferenceon DependableSystemsand Networks(DSN),2002相关标准与规范S1 IEEE 802.3 Ethernet32-bits CRC名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-3V1.0,2011-12FCE,V1.712.2FCE 特性FCE 提供了如下特性:?构架提供了高达4 个不同的CRC 多项式。当前FCE
5、版本执行:IEEE802.3CRC32ethernet 多项式:0 x82608EDB(CRC内核 0)CRC32Castagonoli多项式:0 x8F6 E37A0(CRC 内核 1)?并行 CRC 执行(32 位宽度)FCE 计算的数据块应是一个32 位的倍数FCE 计算的数据块的开始地址,应至少32 位对齐?只允许对内核的输入寄存器的32 位写访问对配置寄存器的8 位或者 16 位写访问也是支持的?寄存器接口符合CRC 例程的 Autosar 规范。可以通过基于软件的保存/恢复机制支持可重入软件例程。?扩展寄存器接口控制FCE 执行的可靠性。?控制 FCE 操作的关键寄存器冗余地实现以
6、捕捉瞬态错误。?通过特定中断节点的错误通知机制:瞬态错误检测:带有本地状态寄存器(由软件清零)的错误中断产生(可屏蔽的)校验和失败:带有本地状态寄存器(由软件清零)的错误中断产生(可屏蔽的).FCE 实现其中断服务节点。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-4V1.0,2011-12FCE,V1.712.3操作概览FCE 是标准的FPI 从模块。FCE 与 FPI 总线同步并且运行在1:1 的时钟比例下。其与微控制器的FPI 外设总线相连。图 12-1FCE 系统集成:单个CRC 内核FCE操作是由一组
7、内存映射寄存器控制的。主要目的是作为需要CRC 校验和计算的软件应用程序的硬件加速。寄存器组旨在使能FCE。根据硬件配置,FCE 可能实现更多带有不同的CRC 多项式 的 CRC 内核。产品的具体配置将在产品自定义章节里描述。每个CRC内核将有相同的硬件和软件体系结构。此文档的其余部分将仅侧重介绍普通CRC 内核体系结构。图 12-2 显示多内核配置。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-5V1.0,2011-12FCE,V1.7图 12-2FCE 系统集成:多CRC 内核在多内核实现中,中断线路进行或
8、运算,FCE 对系统只有一个中断节点。每个crc 内核有一个状态寄存器,以使能软件确定哪个中断源处于激活状态。状态和中断处理请参阅STS 寄存器的详细描述。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-6V1.0,2011-12FCE,V1.712.4FCE 功能描述图 12-3 CRC 内核架构以下属性的特点是一种基于CRC 多项式除法的校验和算法:1 多项式级数(例如 32,表示两个多项式的最高权重)2 多项式(例如 0 x04C11DB7:第 33 位省略,因为总是等于1)3 初始值:CRC 寄存器的初始
9、值名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-7V1.0,2011-12FCE,V1.74 输入数据反射:指示输入的并行数据的每个字节被用来计算CRC 之前是否被反射5 结果数据反射:表示CRC 的最终值是否被反射6 XOR 值:指示返回CRC 结果之前是否进行最后的XOR 运算一旦选择了一个多项式,所有的属性是静态的。不过FCE 具有通过控制两个反射步骤以及最终xor 操作的功能,如图12-3 所示。复位值是与实现算法兼容的。最终的xor 控制使能选择0 xFFFFFFFF或 0 x00000000与POS
10、T_CRC1进行 xor 运算(见图 12-3)。这两个值是最常见的CRC 多项式所经常使用的。注意:反射步骤和最终XOR不修改基于错误检测的CRC算法的属性,只有CRC最后的签名受到影响。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-8V1.0,2011-12FCE,V1.7CRC 操作软件必须首先确保CRC 内核配置正确,尤其是通过CRC 寄存器写入的CRC寄存器的初始值。如果想要软件实现在每个报文末尾进行自动签名检查,LENGTH和 CHECK 寄存器必须分别根据报文的长度(即为32 位字的数量)和期望的
11、签名(CHECK)进行配置。CHECK值受到 CRC 反射和XOR 操作的影响。自检查由CFG.CCE位域使能。属性:如果输入报文M1 由报文 M0 及其 CRC 签名组成,那么M1 的 CRC 签名应为0。.根据报文的长度,可多次软件写入IR 寄存器,如果CFG.CCE位置位,每一次写IR 寄存器,LENGTH寄存器减 1。当 LENGTH寄存器已经为0,但是软件依然对IR 寄存器进行写操作(错误操作),LENGTH寄存器的每一位都应该被置1,并且保持该值直到软件重新初始化新的报文。在这样的情况下,STS.MLF(报文长度标志位)应被置位,并且如果CFG.MLE(报文长度错误)置位产生一个中
12、断。硬件监控LENGTH寄存器从1 到 0 的跳变,以检测报文的结束,并进行POST_CRC2(见图 12-3)与 CHECK寄存器值的比较。下面两个图是对CRC 内核的控制和状态特性的概览。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-9V1.0,2011-12FCE,V1.7图 12-4 CRC 内核配置寄存器图 12-5 CRC 内核状态寄存器名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-10V1.0,2011-12FCE
13、,V1.7寄存器保护和监控方法寄存器监控:适用于CFG 和 CHECK寄存器因为 CFG 和 CHECK 寄存器是CRC 操作的关键,提供了一些用于检测和记录瞬态错误的机制。瞬态错误的早期检测可以改善错误检测时间并且减小错误的严重性。使用两个冗余实例的监测机制被执行,如图 12-6 所示。图 12-6 寄存器监控方案为 指派 CFG 或者 CHECK 寄存器。当对 进行写操作时,冗余寄存器的复制也发生更新。软件上冗余寄存器不可见。的保留位不具有存储功能,并且不用于冗余。比较逻辑持续比较两个保存的值,并且给出一个信号,指示比较是否成功。所有比较块的结果被进行或运算从而得到一个单独标志位信息。如果
14、发现比较结果 不 符,STS.CEF位(配 置 错误 标 志位)置位。对 于 比较 逻 辑的 实 时验 证,给 出强 制 寄存 器 不符 合位(CTR.FRM_)。当冗余寄存器被软件置1,冗余寄存器向左移一位(冗余位0 总是被逻辑0 值代替),并且代替冗余寄存器值输入给比较逻辑。这使能检查比较逻辑。通过使用移动位模式,软件可以完全检查比较逻辑的全部操作。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-11V1.0,2011-12FCE,V1.7寄存器访问保护:适用于LENGTH和 CHECK寄存器为了减少对CH
15、ECK和 LENGTH寄存器的错误配置的可能性(在自动检查被使用的情况下),对CHECK和LENGTH寄存器的写访问必须遵循图 12-7 所示的流程。图 12-7 对 CHECK寄存器的访问控制为 指派 CFG 或者 CHECK寄存器。在能够对一个CRC 内核的 CHECK 寄存器中配置一个新值之前,软件必须首先对CHECK 地址写值0 xFACECAFE。0 xFACECAFE不是写入CHECK 寄存器中。下一个写操作将如同正常FPI写操作一样进行。这个过程将在每次软件试图配置新的 值时被重复。如果软件在写0 xFACECAFE后读 CHECK寄存器,其返回当前 内容,而不是0 xFACEC
16、AFE。对 的读访问对保护机制没有影响。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-12V1.0,2011-12FCE,V1.7FCE 中断每个 FCE CRC 内核提供一个内部中断源。每个CRC 内核的中断线路相或,其结果发送到实现标准中断节点逻辑和寄存器的FCE中断控制块。当一个FCE 中有多个CRC 内核时,每个CRC 内核的中断线路相或,以向中断控制块提供单一中断源。如果来自FCE 的中断被仲裁,FCE 中断处理器必须使用位于每个CRC 内核的STS状态寄存器的状态信息。每个 CRC 内核提供如下中
17、断源:.CRC 不匹配中断。由CFG.CMI位域控制并可通过状态位STS.CMF(CRC 不匹配标志位)观察。.配置错误中断。由CFG.CEI位域控制并可通过状态位STS.CEF(配置错误标志位)观察。.长度错误中断。由CFG.LEI位域控制并可通过状态位STS.LEF(长度错误标志位)观察。.FPI 错误中断。由CFG.FEI位域控制并可通过状态位STS.FEF(FPI 错误标志位)观察。中断产生规则状态标志位应通过软件向相应位写1 来清零。.如果状态标志位被置位,并且新的硬件条件发生,内核没有产生新的中断:STS.掩码从相同的源产生一个新的中断。如果发生软件访问以清除中断状态位并且在同一周
18、期中硬件试图设置该位,硬件条件赢得仲裁。由于所有中断都是由错误条件引起的,因此应该由一个错误管理软件层处理中断。使用FCE 作为加速引擎的软件服务可能不直接处理错误条件,但让上层使用这项服务来进行错误处理。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-13V1.0,2011-12FCE,V1.712.5FCE 模块接口FCE模块实现了自己的中断节点,进而实现对Tricore和 PCP中断控制器的接口。出于保护目的,它使用EINIT 信息来控制关键源的配置。EINIT 保护在寄存器章节里进行描述。表 12-1
19、普遍 FCE 数字连接信号来自/连接到模块对 FCE 来说输入/输出EINITSCU输入名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-14V1.0,2011-12FCE,V1.712.6FCE 模块寄存器图 12-8 和 表 12-3 显示了所有与FCECRC 内核相关联寄存器。该节中描述所有FCE 内核寄存器的名称。他们应该在产品规范的上下文中使用前缀FCE_。寄存器通过索引来编号,以指示相关的FCE CRC 内核(m=0-1)。图 12-8 FCE 内核寄存器图 12-9 展示了 FCE 模块的寄存器映射
20、。系统寄存器区域包括中断服务请求节点和模块ID 寄存器。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-15V1.0,2011-12FCE,V1.7图 12-9 FCE 寄存器映射表 12-2 寄存器地址空间FCE 模块模块基地址结束地址备注FCEF032 0000HF032 00FFH表 12-3 寄存器概览CRC 内核寄存器寄存器名描述偏移地址1)访问模式复位等级描述见读写FCE_CLC时钟控制寄存器00HU,SVE,SV3页 12-17FCE_ID模块 ID 寄存器08HU,SVBE3页 12-20IRm
21、-输入寄存器m20 H+m*20 HU,SVU,SV3页 12-21RESmCRC 结果寄存器m24 H+m*20HU,SVBE3页 12-21名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页,共 32 页 -TC1728灵活的 CRC 引擎(FCE)用户手册12-16V1.0,2011-12FCE,V1.7寄存器名描述偏移地址1)访问模式复位等级描述见读写CFGmCRC 配置寄存器m28 H+m*20 HU,SVE,SV3页 12-22STSmCRC 状态寄存器m2C H+m*20HU,SVU,SV3页 12-24LENGTHmCRC 长度寄存器m30 H+m*20HU,SVU,S
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