crc校验方法及示例

　　CRC校验简介

　　CRC即循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check［1］ ）：是数据通信领域中最常用的一种查错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查（CRC）是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。

　　CRC应用场合

　　CRC校验实用程序库 在数据存储和数据通讯领域，为了保证数据的正确，就不得不采用检错的手段。在诸多检错手段中，CRC是最著名的一种。CRC的全称是循环冗余校验，其特点是：检错能力极强，开销小，易于用编码器及检测电路实现。从其检错能力来看，它所不能发现的错误的几率仅为0.0047%以下。从性能上和开销上考虑，均远远优于奇偶校验及算术和校验等方式。因而，在数据存储和数据通讯领域，CRC无处不在：著名的通讯协议X.25的FCS（帧检错序列）采用的是CRC-CCITT，WinRAR、NERO、ARJ、LHA等压缩工具软件采用的是CRC32，磁盘驱动器的读写采用了CRC16，通用的图像存储格式GIF、TIFF等也都用CRC作为检错手段。下面介绍硬件生成与计算CRC的过程。

　　CRC16硬件生成过程

　　下面以最常用的CRC-16为例来说明其生成过程。

　　CRC-16码由两个字节构成，在开始时CRC寄存器的每一位都预置为1，然后把CRC寄存器与8-bit的数据进行异或，之后对CRC寄存器从高到低进行移位，在最高位（MSB）的位置补零，而最低位（LSB，移位后已经被移出CRC寄存器）如果为1，则把寄存器与预定义的多项式码进行异或，否则如果LSB为零，则无需进行异或。重复上述的由高至低的移位8次，第一个8-bit数据处理完毕，用此时CRC寄存器的值与下一个8-bit数据异或并进行如前一个数据似的8次移位。所有的字符处理完成后CRC寄存器内的值即为最终的CRC值。

　　CRC硬件计算过程

　　1．设置CRC寄存器，并给其赋值FFFF（hex）。

　　2．将数据的第一个8-bit字符与16位CRC寄存器的低8位进行异或，并把结果存入CRC寄存器。

　　3．CRC寄存器向右移一位，MSB补零，移出并检查LSB。

　　4．如果LSB为0，重复第三步；若LSB为1，CRC寄存器与多项式码相异或。

　　注意：该步检查LSB应该是右移前的LSB，即第3步前的LSB。

　　5．重复第3与第4步直到8次移位全部完成。此时一个8-bit数据处理完毕。

　　6．重复第2至第5步直到所有数据全部处理完成。

　　7．最终CRC寄存器的内容即为CRC值。

　　关于CRC-16校验

　　概要

　　关于CRC-16生成多项式用X3+X2+1那样的X的乘数的表示形式，来代替二进制代码1101的表述。生成多项式若为素多项式就可以，为了使出错检测最优化，可以定义和提出几个标准生成多项式。RTU protocol采用与二进制代码1 1000 0000 0000 0101对应的生成多项式（X16+X15+X2+1）。这时生成的CRC为CRC-16。

　　算法

　　在下页的图3.1中表示了CRC-16的计算算法。请结合后面所示的计算例一起进行理解。 该图为在发送侧进行CRC数据的计算，最终作为检查代码附加在发送帧中。 接收处理也采用同一算法。但是还包括把在接受侧计算的CRC 数据和发送的CRC数据进行比较的处理。

　　计算例

　　读出的发送数据例

　　站号1，FC ＝ 3，功能代码P02 （P为03 H，02为02H），读出数据数20个，GP为生成多项式（1010 0000 0000 0001）

　　通过以上的计算，发送数据为如下所示。

　　帧长计算

　　为了计算CRC-16，必须知道可变长的消息长度。所有消息类型的长度可以由表3.14应答消息长度来决定。