在工業環境中運行的電子系統必須經常承受極端溫度、電氣噪聲環境或其他惡劣條件，然而，它們正常工作至關重要。例如，如果發送到控制機械臂位置的DAC的數據被破壞，則該臂可能會向意想不到的方向移動。這不僅危險而且代價高昂：想象一下，在生產線上，手臂撞到一輛新車的側面，或者更糟糕的是，撞到生產工人。

有幾種方法可用于確保在采取行動之前收到正確的數據。最簡單的方法是讓控制器讀回發送的數據。如果接收到的數據與發送的數據不匹配，則其中一個已損壞，必須發送和驗證新數據。這種方法是可靠的，但它也有很大的開銷：每條數據都必須經過驗證，使傳輸的數據量翻倍。

另一種方法是循環冗余校驗 （CRC），即為每個數據包發送校驗和。接收設備將指示是否出現問題，因此控制器不需要驗證接收。校驗和通常是通過對數據應用多項式方程來生成的。CRC-8 在應用于 24 位字時產生 8 位校驗和。將校驗和與數據相結合，將所有32位傳輸到可以分析組合的設備，并指示發生的錯誤（盡管不是一個完全完美的解決方案），比寫入和讀取方法更有效。

許多ADI公司的DAC以數據包錯誤檢查（PEC）的形式實現CRC。當不需要 PEC 功能時，將寫入 24 位數據。為了添加 PEC 函數，24 位數據通過相應的 8 位校驗和進行擴充。如果收到的校驗和與數據不一致，則輸出引腳調低以指示錯誤。控制器清除錯誤，返回引腳高電平，然后重新發送數據。圖 1 顯示了如何使用 SPI 接口應用數據的示例。表1列出了可以使用數據包錯誤檢查的ADI器件示例。

圖1.SPI 寫入時帶或不帶數據包錯誤檢查。

表 1.使用數據包錯誤檢查的ADI器件示例

生成數據包錯誤校驗和

CRC-8 算法使用多項式 C（x） = x8+ x2+ x1 +1. 對于 x = 2，這相當于二進制值100000111。為了生成校驗和，將 24 位數據左移 8 位，以創建一個以 8 個邏輯 0 結尾的 32 位數字。CRC 多項式對齊，使其 MSB 與 32 位數據最左側的邏輯 1 相鄰。對數據應用獨占或 （XOR） 函數以生成新的（較短的）數字。（匹配的數字給出邏輯 0，不匹配的數字給出邏輯 1。CRC多項式再次對齊，使其MSB與第一個結果的最左側邏輯1相鄰，并重復該過程。最終，原始數據將減少到小于CRC多項式的值。這是 8 位校驗和。圖 2 演示了如何開發校驗和。

圖2.生成 24 位數字 （0x654321） 的校驗和。

結論

圖 2 中所示的示例使用 0x654321 的 （十六進制） 值作為示例 24 位數據字。將 CRC-8 多項式應用于數據會生成 0x86 的校驗和。當數據和校驗和發送到兼容的ADI產品時，只有在兩條數據都正確到達時，才會接受數據。此方法提高了數據傳輸的可靠性，并確保幾乎永遠不會接受損壞的數據。

審核編輯：郭婷