.. _soc_ip_pcrc:

PCRC
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.. toctree::
   :maxdepth: 3
   :caption: 目录:

.. contents:: 目录
   :depth: 4

简介
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循环冗余校验（CRC）计算单元使用多项式发生器从 8 位/16 位/32 位数据字生成 CRC 码。基于 CRC 的技术也常用于众多应用中验证数据传输或存储的完整性。

主要特性
----------------

PCRC 的主要特性如下：

* 支持完全可编程的奇多项式，CRC 宽度可编程（7、8、16、32 位）。

* 支持间接访问 32 位数据寄存器。

* 支持对于 32/16/8 位数据宽度分别在 4/2/1 个系统时钟周期内完成 CRC 计算。

* 支持 I/O 数据的可逆选项。

功能描述
-------------

数据访问
~~~~~~~~~~~~~~~~~

CRC 计算单元有一个单一的 32 位读/写数据寄存器 (PCRC_DR)。它用于输入新数据（写访问），并保存先前 CRC 计算的结果（读访问）。

对数据寄存器的每次写操作都会将先前的 CRC 值（存储在 PCRC_DR 中）与新值组合。

PCRC_DR 寄存器可以通过字（word）、右对齐半字（half-word）和右对齐字节（byte）访问。对于其他寄存器，只允许 32 位访问。

输入缓冲区允许立即写入第二个数据，而无需等待先前 CRC 计算导致的任何等待状态。

可以动态调整数据宽度，以最小化给定字节数的写访问次数。例如，对 5 个字节的 CRC 可以通过一次字写和一次字节写来计算。

输入/输出反转 (REV_IN/OUT)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

反转操作可以在 8 位、16 位和 32 位上执行，具体取决于 PCRC_CR 寄存器中的 REV_IN 位；以及根据 PCRC_CR 寄存器中的 REV_OUT 位对整个字进行位反转。

CRC 初始化/复位
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

PCRC_CR 中的复位控制可以将 PCRC_DR 初始化为 PCRC_INIT 寄存器中存储的可编程值。

在写访问 PCRC_INIT 寄存器时，PCRC_DR 寄存器会自动初始化。

PCRC_IDR 寄存器可用于保存与 CRC 计算相关的临时值。它不受 PCRC_CR 寄存器中 RESET 位的影响。

.. note::

  - PCRC_IDR 计算保存的 CRC 值，其初始值为其复位时的值（全F），而不是由 PCRC_INIT 寄存器配置的值；
  - 读取 PCRC_CR 和 PCRC_IDR 的 CRC 值，其结果无异或操作，需由软件完成。

多项式可编程性
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

多项式系数通过 PCRC_POLY 寄存器完全可编程，并且可以通过编程 PCRC_CR 寄存器中的 POLYSIZE[1:0] 位将多项式大小配置为 7、8、16 或 32 位。不支持偶多项式。

为了获得可靠的 CRC 计算，不能在 CRC 计算过程中动态更改多项式值或大小。因此，如果 CRC 计算正在进行，应用程序必须在更改多项式之前进行复位。

默认多项式值是 CRC-32（以太网）多项式：0x4C11DB7。

POLYSIZE 为 32 位，INIT 值为 0xFFFFFFF，CRC 结果异或值固定为 0，REV_IN 为 0，REV_OUT 为 0。

参考CRC-32/MPEG-2 规则。

.. math::

  X^{32} + X^{26} + X^{23} + X^{22} + X^{16} + X^{12} + X^{11} + X^{10} + X^{8} + X^{7} + X^{5} + X^{4} + X^{2} + X + 1

PCRC 模块框图如下所示：

.. figure:: /assets/images/pcrc_block.png
   :alt: PCRC 模块框图
   :align: center

   图 3.1: PCRC 模块框图

寄存器
-----------

PCRC 寄存器
~~~~~~~~~~~~~~~~~

PCRC 中的寄存器及其对应偏移量如下表所示：

.. list-table:: 表 4.1: PCRC 中寄存器的偏移地址
   :header-rows: 1
   :widths: auto

   * - 偏移
     - 寄存器名称
     - 功能描述
   * - 0x0
     - PCRC_DR
     - CRC 数据寄存器
   * - 0x4
     - PCRC_IDR
     - CRC 独立数据寄存器
   * - 0x8
     - PCRC_CR
     - CRC 控制寄存器
   * - 0xC
     - PCRC_INIT
     - CRC 初始值寄存器
   * - 0x10
     - PCRC_POLY
     - CRC 多项式寄存器
   * - 0x14
     - PCRC_IP_VER
     - PCRC IP 版本寄存器

PCRC_DR
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

地址偏移：0x0

.. list-table:: 表 4.2: PCRC_DR 寄存器格式
   :header-rows: 1
   :widths: 12 10 10 10 58

   * - 字段
     - 位
     - 访问
     - 复位值
     - 描述
   * - DR
     - 31:0
     - RW
     - 32'hFFFF_FFFF
     - - 数据寄存器位。
       - 此寄存器用于向 CRC 计算器写入新数据。
       - 读取时，它保存先前 CRC 计算的结果。
       - 如果数据大小小于 32 位，则使用最低有效位来写入/读取正确的值。

PCRC_IDR
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

地址偏移：0x4

.. list-table:: 表 4.3: PCRC_IDR 寄存器格式
   :header-rows: 1
   :widths: 12 10 10 10 58

   * - 字段
     - 位
     - 访问
     - 复位值
     - 描述
   * - IDR
     - 31:0
     - RO
     - 32'hFFFF_FFFF
     - - 通用 32 位数据寄存器位。
       - 这些位可以用作四个字节的临时存储位置。
       - 读取时，它保存先前 CRC 计算的结果。
       - 该寄存器不受 PCRC_CR 寄存器中 RESET 位生成的 CRC 复位影响。

PCRC_CR
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

地址偏移：0x8

.. list-table:: 表 4.4: PCRC_CR 寄存器格式
   :header-rows: 1
   :widths: 12 10 10 10 58

   * - 字段
     - 位
     - 访问
     - 复位值
     - 描述
   * - RESET
     - 0
     - RW
     - 0x0
     - - 复位。
       - 此位由软件设置，用于复位 CRC 计算单元并将数据寄存器设置为 PCRC_INIT 寄存器中存储的值。
       - 此位只能设置，由硬件自动清除。
   * - 保留
     - 2:1
     - /
     - 0x0
     - /
   * - POLYSIZE
     - 4:3
     - RW
     - 0x0
     - 多项式大小。这些位控制多项式的大小
        - 2'b00: 32 位多项式
        - 2'b01: 16 位多项式
        - 2'b10: 8 位多项式
        - 2'b11: 7 位多项式
   * - REV_IN
     - 6:5
     - RW
     - 0x0
     - 反转输入数据。这些位控制输入数据位序的反转
        - 2'b00: 位序不受影响
        - 2'b01: 按字节进行位反转
        - 2'b10: 按半字进行位反转
        - 2'b11: 按字进行位反转
   * - REV_OUT
     - 7
     - RW
     - 0x0
     - 反转输出数据。这些位控制输出数据位序的反转
        - 1'b0: 位序不受影响
        - 1'b1: 位反转输出格式
   * - 保留
     - 31:8
     - /
     - 0x0
     - /
   
PCRC_INIT
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

地址偏移：0xC

.. list-table:: 表 4.5: PCRC_INIT 寄存器格式
   :header-rows: 1
   :widths: 12 10 10 10 58

   * - 字段
     - 位
     - 访问
     - 复位值
     - 描述
   * - PCRC_INIT
     - 31:0
     - RW
     - 32'hFFFF_FFFF
     - 可编程的 CRC 初始值。此寄存器用于写入 CRC 初始值。

PCRC_POLY
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

地址偏移：0x10

.. list-table:: 表 4.6: PCRC_POLY 寄存器格式
   :header-rows: 1
   :widths: 12 10 10 10 58

   * - 字段
     - 位
     - 访问
     - 复位值
     - 描述
   * - CRC_POLY
     - 31:0
     - RW
     - 32'h04C1_1DB7
     - - 可编程多项式。
       - 此寄存器用于写入用于 CRC 计算的多项式系数。
       - 如果多项式大小小于 32 位，则必须使用最低有效位来编程正确的值。（仅限奇数多项式）

PCRC_IP_VER
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

地址偏移：0x14

.. list-table:: 表 4.7: PCRC_IP_VER 寄存器格式
   :header-rows: 1
   :widths: 12 10 10 10 58

   * - 字段
     - 位
     - 访问
     - 复位值
     - 描述
   * - PCRC_IP_VER
     - 31:0
     - RO
     - 0x0001_0000
     - 32 位版本号： 
        - [31:24] 保留
        - [23:16] 主版本号
        - [15:8] 次版本号
        - [7:0] 补丁版本号