CRC簡介

　　CRC即循環(huán)冗余校驗(yàn)，是一種根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包或電腦文件等數(shù)據(jù)產(chǎn)生簡短固定位數(shù)校驗(yàn)碼的一種散列函數(shù)，主要用來檢測或校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸或者保存后可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。它是利用除法及余數(shù)的原理來作錯(cuò)誤偵測的。

　　CRC應(yīng)用

　　CRC校驗(yàn)實(shí)用程序庫 在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域，為了保證數(shù)據(jù)的正確，就不得不采用檢錯(cuò)的手段。在諸多檢錯(cuò)手段中，CRC是最著名的一種。CRC的全稱是循環(huán)冗余校驗(yàn)，其特點(diǎn)是：檢錯(cuò)能力極強(qiáng)，開銷小，易于用編碼器及檢測電路實(shí)現(xiàn)。從其檢錯(cuò)能力來看，它所不能發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的幾率僅為0.0047%以下。從性能上和開銷上考慮，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于奇偶校驗(yàn)及算術(shù)和校驗(yàn)等方式。因而，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域，CRC無處不在：著名的通訊協(xié)議X.25的FCS（幀檢錯(cuò)序列）采用的是CRC-CCITT，WinRAR、NERO、ARJ、LHA等壓縮工具軟件采用的是CRC32，磁盤驅(qū)動(dòng)器的讀寫采用了CRC16，通用的圖像存儲(chǔ)格式GIF、TIFF等也都用CRC作為檢錯(cuò)手段。下面介紹硬件生成與計(jì)算CRC的過程。

　　硬件計(jì)算過程

　　1．設(shè)置CRC寄存器，并給其賦值FFFF（hex）。

　　2．將數(shù)據(jù)的第一個(gè)8-bit字符與16位CRC寄存器的低8位進(jìn)行異或，并把結(jié)果存入CRC寄存器。

　　3．CRC寄存器向右移一位，MSB補(bǔ)零，移出并檢查LSB。

　　4．如果LSB為0，重復(fù)第三步；若LSB為1，CRC寄存器與多項(xiàng)式碼相異或。注意：該步檢查LSB應(yīng)該是右移前的LSB，即第3步前的LSB。

　　5．重復(fù)第3與第4步直到8次移位全部完成。此時(shí)一個(gè)8-bit數(shù)據(jù)處理完畢。

　　6．重復(fù)第2至第5步直到所有數(shù)據(jù)全部處理完成。

　　7．最終CRC寄存器的內(nèi)容即為CRC值。

　　CRC構(gòu)成：

　　循環(huán)碼叫做CRC碼，是一種典型的分組線性碼，是一種高效能的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)碼，碼組的構(gòu)成如圖1所示，由k個(gè)信息碼元和（n-k）個(gè)檢驗(yàn)碼元構(gòu)成

　　循環(huán)冗余校驗(yàn)的原理

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　　CRC-16程序分析及LabVIEW仿真實(shí)現(xiàn)：

　　1 CRC-16生成電路

　　CRC碼中位的數(shù)量等于生成多項(xiàng)式的最高指數(shù)。指數(shù)標(biāo)識(shí)包括邏輯1的生成多項(xiàng)式中的位位置。因此，對(duì)于CRC-16，其標(biāo)準(zhǔn)的生成器多項(xiàng)式G（x）等于x16+x15+x2+x0.圖2給出了生成CRC-16的塊特性校（BlockCharacterCheck，BCC）電路方塊圖.CRC生成電路需要給BCC中的每個(gè)位一個(gè)寄存器。圖中有16個(gè)移位寄存器。另外除了x0之外，對(duì)于包含邏輯1的生成多項(xiàng)式的每個(gè)位位置，都在移位寄存器的輸出處放置了一個(gè)XOR與或門.BCC是整條消息通過CRC生成電路之后16個(gè)寄存器的內(nèi)容

　　2.16位CRC程序算法、程序框圖及其Lab2VIEW編程語言

　　其算法如下：

　　1）設(shè)置一個(gè)16位寄存器為全1，稱之CRC寄存器;

　　2）把數(shù)據(jù)幀中的第一個(gè)字節(jié)的8位與CRC寄存器中的低字節(jié)進(jìn)行異或運(yùn)算，結(jié)果存回CRC寄存器;

　　3）將CRC寄存器向右移一位，最高位填充0，最低位移出并檢測;

　　4）如果最低位為0：重復(fù)第3）步（下一次移位）;如果最低位為1：將CRC寄存器與一個(gè)預(yù)設(shè)的固定值（0xA001H）進(jìn)行異或運(yùn)算;

　　5）重復(fù)第3）步和第4）步直到8次移位，這樣處理完了一個(gè)完整的8位;

　　6）重復(fù)第2）步至第5）步來處理下一個(gè)8位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束;

　　7）最終CRC寄存器的值就是CRC的值。其程序框圖如圖3所示。

　　其對(duì)應(yīng)的LabVIEW編程語言程序

　　uInt16i，j，tmp，CRC;

　　uInt16buf［i］

　　;uInt8CRCHi，CRCLo;CRC=0xFFFF;

　　for（i=0;i《length;i++）

　　{

　　CRC=buf［i］^CRC;

　　for（j=0;j《8;j++）

　　{

　　tmp=CRC&0x0001;

　　CRC=CRC》》1;

　　if（tmp）

　　CRC=CRC^0xA001;

　　}

　　}

　　CRCLo=CRC&0xFF;

　　CRCHi=CRC》》8

　　3 LabVIEW程序仿真實(shí)現(xiàn)

　　結(jié)束語

　　基于LabVIEW技術(shù)（虛擬儀器技術(shù)）能夠簡單地、形象地編寫CRC-16程序及其實(shí)現(xiàn)。因此，一個(gè)16位的CRC校驗(yàn)碼生成程序能被廣泛地應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸校驗(yàn)，因?yàn)樗芨咝实貦z測數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。目前，磁盤驅(qū)動(dòng)器的讀寫已經(jīng)采用了CRC-16，通用的圖像存儲(chǔ)格式GIF、TIFF等也都采用CRC作為檢錯(cuò)手段。進(jìn)一步采用LabVIEW技術(shù)，可以推導(dǎo)和分析高階CRC程序和硬件實(shí)現(xiàn)的問題。