CRC校驗簡介

　　CRC即循環冗余校驗碼（Cyclic Redundancy Check［1］ ）：是數據通信領域中最常用的一種查錯校驗碼，其特征是信息字段和校驗字段的長度可以任意選定。循環冗余檢查（CRC）是一種數據傳輸檢錯功能，對數據進行多項式計算，并將得到的結果附在幀的后面，接收設備也執行類似的算法，以保證數據傳輸的正確性和完整性。

　　CRC應用場合

　　CRC校驗實用程序庫 在數據存儲和數據通訊領域，為了保證數據的正確，就不得不采用檢錯的手段。在諸多檢錯手段中，CRC是最著名的一種。CRC的全稱是循環冗余校驗，其特點是：檢錯能力極強，開銷小，易于用編碼器及檢測電路實現。從其檢錯能力來看，它所不能發現的錯誤的幾率僅為0.0047%以下。從性能上和開銷上考慮，均遠遠優于奇偶校驗及算術和校驗等方式。因而，在數據存儲和數據通訊領域，CRC無處不在：著名的通訊協議X.25的FCS（幀檢錯序列）采用的是CRC-CCITT，WinRAR、NERO、ARJ、LHA等壓縮工具軟件采用的是CRC32，磁盤驅動器的讀寫采用了CRC16，通用的圖像存儲格式GIF、TIFF等也都用CRC作為檢錯手段。下面介紹硬件生成與計算CRC的過程。

　　CRC16硬件生成過程

　　下面以最常用的CRC-16為例來說明其生成過程。

　　CRC-16碼由兩個字節構成，在開始時CRC寄存器的每一位都預置為1，然后把CRC寄存器與8-bit的數據進行異或，之后對CRC寄存器從高到低進行移位，在最高位（MSB）的位置補零，而最低位（LSB，移位后已經被移出CRC寄存器）如果為1，則把寄存器與預定義的多項式碼進行異或，否則如果LSB為零，則無需進行異或。重復上述的由高至低的移位8次，第一個8-bit數據處理完畢，用此時CRC寄存器的值與下一個8-bit數據異或并進行如前一個數據似的8次移位。所有的字符處理完成后CRC寄存器內的值即為最終的CRC值。

　　CRC硬件計算過程

　　1．設置CRC寄存器，并給其賦值FFFF（hex）。

　　2．將數據的第一個8-bit字符與16位CRC寄存器的低8位進行異或，并把結果存入CRC寄存器。

　　3．CRC寄存器向右移一位，MSB補零，移出并檢查LSB。

　　4．如果LSB為0，重復第三步；若LSB為1，CRC寄存器與多項式碼相異或。

　　注意：該步檢查LSB應該是右移前的LSB，即第3步前的LSB。

　　5．重復第3與第4步直到8次移位全部完成。此時一個8-bit數據處理完畢。

　　6．重復第2至第5步直到所有數據全部處理完成。

　　7．最終CRC寄存器的內容即為CRC值。

　　關于CRC-16校驗

　　概要

　　關于CRC-16生成多項式用X3+X2+1那樣的X的乘數的表示形式，來代替二進制代碼1101的表述。生成多項式若為素多項式就可以，為了使出錯檢測最優化，可以定義和提出幾個標準生成多項式。RTU protocol采用與二進制代碼1 1000 0000 0000 0101對應的生成多項式（X16+X15+X2+1）。這時生成的CRC為CRC-16。

　　算法

　　在下頁的圖3.1中表示了CRC-16的計算算法。請結合后面所示的計算例一起進行理解。 該圖為在發送側進行CRC數據的計算，最終作為檢查代碼附加在發送幀中。 接收處理也采用同一算法。但是還包括把在接受側計算的CRC 數據和發送的CRC數據進行比較的處理。

　　計算例

　　讀出的發送數據例

　　站號1，FC ＝ 3，功能代碼P02 （P為03 H，02為02H），讀出數據數20個，GP為生成多項式（1010 0000 0000 0001）

　　通過以上的計算，發送數據為如下所示。

　　幀長計算

　　為了計算CRC-16，必須知道可變長的消息長度。所有消息類型的長度可以由表3.14應答消息長度來決定。