mcu上一种利用伪随机数防止mac地址冲突的方法

一 前言

前段时间开发的一个带tcp功能的项目,出现了mac地址冲突的问题,领导让随机生成一个mac地址,因此研究了下随机数。

二 预研

1.硬随机数
硬随机数又叫真随机数,英文名称”true random number generator“,即通过硬件随机数发生器实现的,验证过的可产生真正随机的数据
----需要芯片硬件支持,我用的是stm32f103,不支持,像F4系列是支持的
2.伪随机数
又叫软件随机数,是软件算法模拟产生的随机数,这类算法有很多,比如线性同余法。

----伪随机数适合一般的随机性需求,随机性要求特别高的情况最好还是硬件随机数
3.C标准库,rand随机数函数
既然C库已经有了相关的函数,那么就没必要再额外自己造了,这里就研究了下,相关的函数有两个:
srand(int x)—用于设置一个随机因子或者种子seed
rand()—调用一次,返回一个随机数
这里对该接口的验证情况如下:
(1)srand(5),然后调用10次rand
------这10次,每次返回的随机数是不同的
(2)设备重新上电
----打印出来的10个随机数和上次上电打印的10个随机数一样
即seed固定的情况下,每次上电打印随机数都一样,随机数跟随seed;那么在我的需求中,每次上电都要求一个不同的mac地址,也就意味着每次上电seed必须要不一样。网上可以搜到的方法,比如采用adc采样电路噪声作为seed,或者使用定时器计数来作为seed,我上电不可能等待定时器计数,所以adc采样值更合适
在这里插入图片描述

三实现

由于伪随机数跟随seed的特性,那么seed相同则伪随机数相同,因此不必引入伪随机算法,可直接利用随机的seed作为因子,影响mac,这里我采用了如下的方式:
mac地址 eg:00:11:22:33:44:55
(1) 为了避免mac地址冲突,mac地址第2~6个字节,分别使用ADC采样值对100取余,赋值(取易波动的低两位);
—除非上电5次ADC采样值按顺序完全一样,才会冲突
(2) 第一个字节具有特殊意义,涉及到单播和多播,因此默认00,不随机生成
(3) 整个策略是设备第一次上电随机生成mac地址,并写入到flash,作为本机mac
-----后续若仍然冲突,则由上位机重新通过指令,设置新的mac地址。

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