13 STM32-随机数发生器 (RNG)

news2024/9/29 3:28:32

13.1 随机数发生器 (RNG)简介

RNG 处理器是一个以连续模拟噪声为基础的随机数发生器，在主机读数时提供一个 32 位的随机数.
RNG 提供由模拟量发生器产生的 32 位随机数,两个连续随机数的间隔为 40 个 PLL48CLK 时钟信号周期

13.2 RNG框图

在这里插入图片描述

随机数发生器采用模拟电路实现。模拟电路会源源不断的产生随机数的种子，并放入LFSR中，当将大量种子引入 RNG_LFSR 后，RNG_LFSR 的内容会传入数据寄存器 (RNG_DR)，即产生了随机数。同时，系统会监视模拟种子和专用时钟 PLL48CLK。状态位（RNG_SR 寄存器中）指示何时在种子上出现异常序列，或指示何时 PLL48CLK 时钟频率过低。检测到错误或生成随机数时可以生成中断。
如果 CEIS 位的值为 1（时钟错误）出现时钟错误时，RNG 无法再产生随机数，因为 PLL48CLK 时钟不正确。此时应检查时钟控制器是否正确配置，是否可提供 RNG 时钟，然后将 CEIS 位清零。当 CECS 位为 0 时，RNG 可正常工作。时钟错误对产生的上一个随机数没有影响，RNG_DR 寄存器内容可以使用。
如果 SEIS 位的值为 1（种子错误）出现种子错误时，只要 SECS 位为 1，就会中断随机数产生。如果 RNG_DR 寄存器中有可用随机数，不能使用该随机数，因为它可能没有足够的熵。
应执行以下操作：将 SEIS 位清零，然后将 RNGEN 位清零并置 1，以便重新初始化和重新启动 RNG。
13.3 寄存器
在这里插入图片描述

13.4 示例

#include "stm32f4xx.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"


void RngInit()
{
    RCC_AHB2PeriphClockCmd(RCC_AHB2Periph_RNG,ENABLE); // 使能随机数时钟
    RNG_Cmd(ENABLE); // 命令开始
    RNG_ITConfig(ENABLE); // 使能中断
}


int main(void)
{
    uint32_t t=0;
    uart_init(38400);
    delay_init(168);
    RngInit();

    while(1)
    {
        t = RNG_GetRandomNumber();
        printf("t:%d\r\n",t);
        delay_ms(1000);
    }
}

// 随机数发生错误中断
void HASH_RNG_IRQHandler()
{
    if(RNG_GetITStatus(RNG_IT_CEI))
    {
        RNG_ClearITPendingBit(RNG_IT_CEI);
        while(1);
    }
    
    if(RNG_GetITStatus(RNG_IT_SEI))
    {
        RNG_ClearITPendingBit(RNG_IT_SEI);
        while(1);
    }
}

结果：
串口输出随机数，1秒一个
t:1022588955
t:-657224238
t:749173973
t:1695776011
t:59840523
t:963349731
t:146175500
t:-1360248947
t:1275759650
t:-1859302243
t:-971661004
t:1853953939
t:-72955338
t:-465182740
t:1388639291
t:-1443259421
t:121775036
t:815789949
t:1291676023
t:867471519
t:-1935526956