【STM32】随机数发生器详解

00. 目录

文章目录

00. 目录
01. 随机数发生器简介
02. 随机数发生器主要特性
03. 随机数发生器功能说明
04. 随机数发生器操作
05. 随机数发生器寄存器
- 5.1 RNG 控制寄存器 (RNG_CR)
- 5.2 RNG 状态寄存器 (RNG_SR)
- 5.3 RNG 数据寄存器 (RNG_DR)
- 5.4 RNG寄存器映射
06. 附录
07. 声明

01. 随机数发生器简介

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 已通过 FIPS PUB 140-2（2001 年 10 月 10 日）测试，成功率达 99%。

02. 随机数发生器主要特性

● 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
● 通过监视 RNG 熵来标识异常行为（产生稳定值，或产生稳定的值序列）
● 可被禁止以降低功耗

03. 随机数发生器功能说明

04. 随机数发生器操作

要运行 RNG，请按以下步骤操作：

如果需要，使能中断（为此，将 RNG_CR 寄存器中的 IE 位置 1）。准备好随机数时或出现错误时生成中断。
通过将 RNG_CR 寄存器中的 RNGEN 位置 1 使能随机数产生。这会激活模拟部分、RNG_LFSR 和错误检测器。
每次中断时，检查确认未出现错误（RNG_SR 寄存器中的 SEIS 和 CEIS 位应为 0），并且随机数已准备就绪（RNG_SR 寄存器中的 DRDY 位为 1）。然后即可读取 RNG_DR寄存器中的内容。

按照 FIPS PUB（联邦信息处理标准出版物）140-2 的要求，将 RNGEN 位置 1 后产生的第一个随机数不应使用，但应保存起来，与产生的下一个随机数进行比较。随后产生的每个随机数都需要与产生的上一个随机数进行比较。如果任何一对进行比较的数字相等，则测试失败（连续随机数发生器测试）。

05. 随机数发生器寄存器

5.1 RNG 控制寄存器 (RNG_CR)

RNG control register
偏移地址：0x00
复位值：0x0000 0000

位 31:4 保留，必须保持复位值
位 3 IE ：中断使能 (Interrupt enable)
0：禁止 RNG 中断。
1：使能 RNG 中断。只要 RNG_SR 寄存器中 DRDY=1 或 SEIS=1 或 CEIS=1，就会挂起中断。
位 2 RNGEN ：随机数发生器使能 (Random number generator enable)
0：禁止随机数发生器。
1：使能随机数发生器。
位 1:0 保留，必须保持复位值

5.2 RNG 状态寄存器 (RNG_SR)

RNG status register
偏移地址：0x04
复位值：0x0000 0000

位 31:3 保留，必须保持复位值

位 6 SEIS ：种子错误中断状态 (Seed error interrupt status)
此位与 SECS 同时设置，通过向其写入 0 来清零。
0：未检测到错误序列
1：检测到以下错误序列之一：
— 超过 64 个连续位具有相同值（0 或 1）
— 超过 32 个连续交替的 0 和 1 (0101010101…01)
如果 RNG_CR 寄存器中 IE = 1，则会挂起中断。

位 5 CEIS ：时钟错误中断状态 (Clock error interrupt status)
此位与 CECS 同时设置，通过向其写入 0 来清零。
0：正确检测到 PLL48CLK 时钟
1：未正确检测到 PLL48CLK 时钟 (f PLL48CLK < f HCLK /16)
如果 RNG_CR 寄存器中 IE = 1，则会挂起中断。

位 4:3 保留，必须保持复位值

位 2 SECS ：种子错误当前状态 (Seed error current status)
0：目前未检测到错误序列。如果 SEIS 位置 1，则意味着已检测到错误序列并已恢复正常。
1：检测到以下错误序列之一：
— 超过 64 个连续位具有相同值（0 或 1）
— 超过 32 个连续交替的 0 和 1 (0101010101…01)

位 1 CECS ：时钟错误当前状态 (Clock error current status)
0：正确检测到 PLL48CLK 时钟。如果 CEIS 位置 1，则意味着已检测到时钟错误并已恢复
正常。
1：未正确检测到 PLL48CLK 时钟 (f PLL48CLK < f HCLK /16)。

位 0 DRDY ：数据就绪 (Data ready)
0：RNG_DR 寄存器尚未有效，无可用随机数据
1：RNG_DR 寄存器包含有效随机数据
注意：如果 RNG_CR 寄存器中 IE = 1 ，则会挂起中断。
读取 RNG_DR 寄存器后，此位恢复到 0 ，直到计算出新的有效值

5.3 RNG 数据寄存器 (RNG_DR)

RNG data register
偏移地址：0x08
复位值：0x0000 0000
RNG_DR 寄存器是只读寄存器，在读取时提供 32 位随机数值。读取后，此寄存器在最多40 个 PLL48CLK 时钟周期后，提供新的随机数值。在读取 RNDATA 值之前，软件必须检查DRDY 位是否已置 1。

5.4 RNG寄存器映射

06. 附录

6.1 【STM32】STM32系列教程汇总

网址：【STM32】STM32系列教程汇总

07. 声明

STM32F4xx英文参考手册