全部例程

TRNG-真随机数发生器

W55MH32

更新于 2026年9月23日

本篇总结

使用硬件 TRNG，生成真随机数。

🔑 KEIL MDK、UART调试、TRNG

硬件平台：本例程基于 W55MH32L-EVB 开发板运行。

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W55MH32 集成了专用的硬件外设——真随机数发生器 (TRNG)。
本示例演示 TRNG 的轮询（Polling）使用方式，通过串口打印每次生成的 128 位随机数。

前置工具准备

开始本例程前，请确认以下工具已安装：

WIZ UartTool V1.0：串口调试工具：点击下载

硬件连接

TRNG 为片内外设，利用内部模拟噪声源产生随机性，无需外部连线。结果通过 USART1 串口打印，USART1 的 TX(PA9) 和 RX(PA10) 通过板载 USB 转串口芯片连接到 DEBUG USB 口。仅需一根 Micro USB 线连接开发板 DEBUG USB 口到 PC 即可。

引脚	功能	方向	模式
PA9	USART1_TX	开发板 → PC	复用推挽输出 (AF_PP)
PA10	USART1_RX	PC → 开发板	浮空输入 (IN_FLOATING)

工程结构

工程位于 SDK 内 1.SDK\ModuleDemo\ 下 TRNG 例程目录，核心文件如下：

TRNG例程/
├── USER/
│   ├── main.c            ← TRNG 轮询测试 + printf 重定向
│   ├── w55mh32_conf.h    ← 外设头文件集中包含
│   ├── w55mh32_it.c/h    ← 中断服务函数
│   ├── system_w55mh32.c/h← 系统初始化（时钟配置）
│   └── startup_w55mh32.s ← 启动文件
└── SYSTEM/
    └── delay/
        └── delay.c/h      ← SysTick 延时函数

TRNG 工作原理

W55MH32 的 TRNG 通过内部物理过程产生真正的随机性，遵循硬件 TRNG 标准架构，分为三个阶段：

熵源（Entropy Source）：利用内部模拟噪声源（基于热噪声或时钟抖动）产生不可预测的电信号，是随机数生成的基础
数字化器（Digitizer）：将熵源的模拟信号转换为原始二进制数据流，原始数据随机但可能存在统计偏差
调节器（Conditioner）：对原始数据做后处理，消除偏差，确保比特流均匀分布，最终生成加密安全的随机数存入数据寄存器

TRNG vs PRNG

伪随机数发生器（PRNG）基于算法，给定相同种子必产生相同序列，可预测；真随机数发生器（TRNG）基于物理熵源，输出不可预测、不可重现，安全性远高于 PRNG，适合加密场景。

在 TLS/SSL 协议中，TRNG 为会话密钥生成（握手时客户端/服务器交换随机数派生共享密钥）和一次性随机数（Nonces）（防重放攻击）提供不可预测的随机值。此外还用于 IoT 设备唯一 ID 生成、安全启动、PRNG 种子注入等场景。

步骤1：轮询方式（Polling）

文件：USER/main.c | 函数：TRNG_Polling() — CPU 主动循环检查随机数是否就绪，就绪后读取并打印 128 位（4×32位）随机数。

void TRNG_Polling(void)
{
    uint32_t Buf[4];
    TRNG_Out(ENABLE);       // 使能 TRNG 输出
    TRNG_Start();           // 启动 TRNG
    while (1)
    {
        if (0 == TRNG_Get(Buf))   // 轮询：返回 0 表示随机数就绪
        {
            printf("Rng : %08X %08X %08X %08X \r\n",
                   Buf[0], Buf[1], Buf[2], Buf[3]);
            TRNG_ClearITPendingBit(TRNG_IT_RNG0_S128);  // 清除就绪标志，准备下一次
        }
    }
}

流程：启动 TRNG 后进入无限循环，不断调用 TRNG_Get(Buf) 检查状态。返回 0 表示已生成 128 位随机数并存入 Buf，随即打印并清除标志位以触发下一次生成。轮询方式实现简单，CPU 占用相对可控，适合功能单一的测试场景。

如果你想自定义

调整打印节奏 → 修改 delay_ms(1000) 的参数，如改为 100 即每 100ms 打印一次
退出循环 → 将 while(1) 改为按需循环（如计数到 N 次后退出），即可获取指定数量的随机数
取部分位 → 128 位随机数存于 Buf[0..3]，可按需取其中 32 位（Buf[0]）或 64 位（Buf[0]+Buf[1]）

运行验证

打开 WIZ UartTool V1.0，选择开发板对应 COM 口，波特率 115200 / 8N1，打开串口。程序运行后（轮询方式）串口每 1 秒打印一行 128 位随机数。预期输出如下（每次数值均不同）：

TRNG Polling Out Test.
SYSCLK: 72.0Mhz, HCLK: 72.0Mhz, PCLK1: 36.0Mhz, PCLK2: 72.0Mhz, ADCCLK: 36.0Mhz

Rng : 54117318 F6C46E32 4F638A0C 4B43F139 
Rng : 0B8F2D34 4F7B1D5C 7B96952A D66A44AC 
Rng : 111D51C0 07D2FCB5 E768472F 298E030A 
...（每次数值不同，不可预测）