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crc校验原理及c实现

crc校验原理及c实现
crc校验原理及c实现

CRC校验码的基本思想是利用线性编码理论,在发送端根据要传送的k位二进制码序列,以一定的规则产生一个校验用的监督码(既CRC码)r位,并附在信息后边,构成一个新的二进制码序列数共(k+ r)位,最后发送出去。在接收端,则根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验,以确定传送中是否出错。

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,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。

CRC的本质是模-2除法的余数,采用的除数不同,CRC的类型也就不一样。通常,CRC的除数用生成多项式来表

示。最常用的CRC码的生成多项式有CRC16,CRC32.

以CRC16为例,16位的CRC码产生的规则是先将要发送的二进制序列数左移16位(既乘以2^16)后,再除以一个多项式,最后所得到的余数既是CRC码,如下式所示,其中K(X)表示n位的二进制序列数,G(X)为多项式,Q(X)

为整数,R(X)是余数(既CRC码)。

K(X)>>16=G(x)Q(x)+R(x)

求CRC码所采用模2加减运算法则,既是不带进位和借位的按位加减,这种加减运算实际上就是逻辑上的异或运算,加法和减法等价,乘法和除法运算与普通代数式的乘除法运算是一样,符合同样的规律。生成CRC码的多项式如下,其中CRC-16和CRC-CCITT产生16位的CRC码,而CRC-32则产生的是32位的CRC码接收方将接收到的二进制序列数(包括信息码和CRC码)除以多项式,如果余数为0,则说明传输中无错误发生,否则说明传输有误,关于其原理这里不再多述。用软件计算CRC码时,接收方可以将接收到的信息码求CRC码,比较

结果和接收到的CRC码是否相同。

CCITT推荐的高级数据链路控制规程HDLC的帧校验序列FCS中,使用CCITT-16即CRC16,其生成多项式为G(x)=x16+x12+x5 +1, CRC-32的生成多项式为G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x11+x10+x16+x8+x7+x5+x4+x2+x+1

以上是摘录的一段介绍,是不是觉得很玄?我第一次看也是觉得很晕,后来查询了一些规约和协议的实现资料以后,才恍然大悟。以下是我实现的一段C++代码,只实现了CRC16,CRC32的实现基本类似,网上有很多资源。其实实现起来非常简单,就是查表、异或运算而已!查表法实现起来比较简单,耗资源也比较少,速度较快。只要通信双方采用的同样的余数表,就可以正确进行CRC校验。余数表并没有硬性规定。许多程序还把余数表做成自动生成,那样适用

性就更好了。

//CRC计算主函数:

//内容:

#include "CrcCode.h"

using namespace std;

unsigned short int CrcCode::CrcCode16(const char *CrcSrcCode,const size_t CodeLength)

{

unsigned short CRC_Code[]={

0x0673,0x1652,0x2631,0x3610,0x46F7,0x56D6,0x66B5,0x7694,0x877B,0x975A,//10

0xA739,0xB718,0xC7FF,0xD7DE,0xE7BD,0xF79C,0x1442,0x0463,0x3400,0x2421,//20

0x54C6,0x44E7,0x7484,0x64A5,0x954A,0x856B,0xB508,0xA529,0xD5CE,0xC5EF,//30

0xF58C,0xE5AD,0x2211,0x3230,0x0253,0x1272,0x6295,0x72B4,0x42D7,0x52F6,//40

0xA319,0xB338,0x835B,0x937A,0xE39D,0xF3BC,0xC3DF,0xD3FE,0x3020,0x2001,//50

0x1062,0x0043,0x70A4,0x6085,0x50E6,0x40C7,0xB128,0xA109,0x916A,0x814B,//60

0xF1AC,0xE18D,0xD1EE,0xC1CF,0x4EB7,0x5E96,0x6EF5,0x7ED4,0x0E33,0x1E12,//70

0x2E71,0x3E50,0xCFBF,0xDF9E,0xEFFD,0xFFDC,0x8F3B,0x9F1A,0xAF79,0xBF58,//80

0x5C86,0x4CA7,0x7CC4,0x6CE5,0x1C02,0x0C23,0x3C40,0x2C61,0xDD8E,0xCDAF,//90

0xFDCC,0xEDED,0x9D0A,0x8D2B,0xBD48,0xAD69,0x6AD5,0x7AF4,0x4A97,0x5AB6,//100

0x2A51,0x3A70,0x0A13,0x1A32,0xEBDD,0xFBFC,0xCB9F,0xDBBE,0xAB59,0xBB78,//110

0x8B1B,0x9B3A,0x78E4,0x68C5,0x58A6,0x4887,0x3860,0x2841,0x1822,0x0803,//120

0xF9EC,0xE9CD,0xD9AE,0xC98F,0xB968,0xA949,0x992A,0x890B,0x97FB,0x87DA,//130

0xB7B9,0xA798,0xD77F,0xC75E,0xF73D,0xE71C,0x16F3,0x06D2,0x36B1,0x2690,//140

0x5677,0x4656,0x7635,0x6614,0x85CA,0x95EB,0xA588,0xB5A9,0xC54E,0xD56F,//150

0xE50C,0xF52D,0x04C2,0x14E3,0x2480,0x34A1,0x4446,0x5467,0x6404,0x7425,//160

0xB399,0xA3B8,0x93DB,0x83FA,0xF31D,0xE33C,0xD35F,0xC37E,0x3291,0x22B0,//170

0x12D3,0x02F2,0x7215,0x6234,0x5257,0x4276,0xA1A8,0xB189,0x81EA,0x91CB,//180

0xE12C,0xF10D,0xC16E,0xD14F,0x20A0,0x3081,0x00E2,0x10C3,0x6024,0x7005,//190

0x4066,0x5047,0xDF3F,0xCF1E,0xFF7D,0xEF5C,0x9FBB,0x8F9A,0xBFF9,0xAFD8,//200

0x5E37,0x4E16,0x7E75,0x6E54,0x1EB3,0x0E92,0x3EF1,0x2ED0,0xCD0E,0xDD2F,//210

0xED4C,0xFD6D,0x8D8A,0x9DAB,0xADC8,0xBDE9,0x4C06,0x5C27,0x6C44,0x7C65,//220

0x0C82,0x1CA3,0x2CC0,0x3CE1,0xFB5D,0xEB7C,0xDB1F,0xCB3E,0xBBD9,0xABF8,//230

0x9B9B,0x8BBA,0x7A55,0x6A74,0x5A17,0x4A36,0x3AD1,0x2AF0,0x1A93,0x0AB2,//240

0xE96C,0xF94D,0xC92E,0xD90F,0xA9E8,0xB9C9,0x89AA,0x998B,0x6864,0x7845,//250

0x4826,0x5807,0x28E0,0x38C1,0x08A2,0x1883 //256

}; //CRC_Code[]数组就是一个余数表

unsigned short int n_CrcCode16=0;

unsigned short int location=0;

for(size_t i=0;i!=CodeLength;i++)

{

location=(n_CrcCode16 & 0xff)^(CrcSrcCode[i] & 0xff); //查表,事实上就是获取该余数在CRC_Code[]

数组的中的位置

n_CrcCode16=((n_CrcCode16>>8) & 0xff) ^ CRC_Code[location]; //从表中取值计算

}

std::cout<<"The CrcCode you need is:"<

return n_CrcCode16;

}

当然了,你要做的就是给它传递参数,也就是你要计算的数据,char类型。一般的串口通信、网络通信都是字符型通信,更适用于LINUX里面的字符型设备。这个类是在Suse10.1下面用Kdevelop写的,全部使用ANSI C/C++编写,

在Linux和Windows均可以编译通过并且正确运行。

/************************************************************

crc16校验程序

uint crc16(uint crcdata,uchar bufdata)

形参:bufdata 需要校验数据

crcdata 校验后的数据

功能:接收字节crc校验,返回校验值

*************************************************************/

uint crc16(uint crcdata,uchar bufdata)

{

uchar i;

crcdata^=bufdata;

for(i=8;i>0;i--)

{

crcdata>>=1;

if(crcdata&0x01)

crcdata^=0xa001;

}

return crcdata;

}

VBvbvbvbvbvbvbvvvvvvvvvvvvvvvvvvbbbbbbbbbbbbbbbbbb

Private Sub Command1_Click()

Dim CRC() As Byte

Dim d() As Byte '待传输数据

ReDim d(5) As Byte

d(0) = 2 '02 03 00 00 00 04 lo44 hi3A

d(1) = 3

d(2) = 0

d(3) = 0

d(4) = 0

d(5) = 4 '02 03 20 40 00 04 hi2E Lo4E

CRC = CRC16(d) '调用CRC16计算函数

'CRC(0)为高位

'CRC(1)为低位

End Sub

'注意:在数据传输时CRC的低位可能在前,而高位在后。

Function CRC16(data() As Byte) As String

Dim CRC16Lo As Byte, CRC16Hi As Byte 'CRC寄存器

Dim CL As Byte, CH As Byte '多项式码&HA001

Dim SaveHi As Byte, SaveLo As Byte

Dim i As Integer

Dim Flag As Integer

CRC16Lo = &HFF

CRC16Hi = &HFF

CL = &H1

CH = &HA0

For i = 0 To UBound(data)

CRC16Lo = CRC16Lo Xor data(i) '每一个数据与CRC寄存器进行异或For Flag = 0 To 7

SaveHi = CRC16Hi

SaveLo = CRC16Lo

CRC16Hi = CRC16Hi \ 2 '高位右移一位

CRC16Lo = CRC16Lo \ 2 '低位右移一位

If ((SaveHi And &H1) = &H1) Then '如果高位字节最后一位为1

CRC16Lo = CRC16Lo Or &H80 '则低位字节右移后前面补1

End If '否则自动补0

If ((SaveLo And &H1) = &H1) Then '如果LSB为1,则与多项式码进行异或CRC16Hi = CRC16Hi Xor CH

CRC16Lo = CRC16Lo Xor CL

End If

Next Flag

Next i

Dim ReturnData(1) As Byte

ReturnData(0) = CRC16Hi 'CRC高位

ReturnData(1) = CRC16Lo 'CRC低位

CRC16 = ReturnData

End Function

CRC校验码原理

CRC校验码 CRC即循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check):是数据通信领域中最常用的一种差错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。 目录 详细介绍 代数学的一般性运算 详细介绍 循环冗余校验码(CRC)的基本原理是:在K位信息码后再拼接R位的校验码,整个编码长度为N位,因此,这种编码又叫(N,K)码。对于一个给定的(N,K)码,可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K位信息的校验码,而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。校验码的具体生成过程为:假设发送信息用信息多项式C(X)表示,将C(x)左移R位,则可表示成C(x)*2的R次方,这样C(x)的右边就会空出R位,这就是校验码的位置。通过C(x)*2的R次方除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码。 几个基本概念 1、多项式与二进制数码 多项式和二进制数有直接对应关系:x的最高幂次对应二进制数的最高位,以下各位对应多项式的各幂次,有此幂次项对应1,无此幂次项对应0。可以看出:x的最高幂次为R,转换成对应的二进制数有R+1位。 多项式包括生成多项式G(x)和信息多项式C(x)。 如生成多项式为G(x)=x4+x3+x+1,可转换为二进制数码11011。 而发送信息位1111,可转换为数据多项式为C(x)=x3+x2+x+1。 2、生成多项式 是接受方和发送方的一个约定,也就是一个二进制数,在整个传输过程中,这个数始终保持不变。 在发送方,利用生成多项式对信息多项式做模2除生成校验码。在接受方利用生成多项式对收到的编码多项式做模2除检测和确定错误位置。 应满足以下条件: a、生成多项式的最高位和最低位必须为1。 b、当被传送信息(CRC码)任何一位发生错误时,被生成多项式做除后应该使余数不为0。 c、不同位发生错误时,应该使余数不同。 d、对余数继续做除,应使余数循环。

CRC校验实验报告

实验三CRC校验 一、CRC校验码的基本原理 编码过程: CRC校验码的编码方法是用待发送的二进制数据t(x)除以生成 多项式g(x),将最后的余数作为CRC校验码。 其实现步骤如下: 1 设待发送的数据块是m位的二进制多项式t(x),生成多项式 为r阶的g(x)。在数据块的末尾添加r个0,数据块的长度增 加到m+r位。 2 用生成多项式g(x)去除,求得余数为阶数为r-1

的二进制 多项式y(x)。此二进制多项式y(x)就是t(x)经过生成多项式 g(x)编码的CRC校验码。 3 将y(x)的尾部加上校验码,得到二进制多项式。就是包含 了CRC校验码的待发送字符串。 解码过程: 从CRC的编码规则可以看出,CRC编码实际上是将代发送的m位 二进制多项式t(x)转换成了可以被g(x)除尽的m+r位二进制多项式 所以解码时可以用接收到的数据去除g(x),如果余数位零,则

表示传输过程没有错误;如果余数不为零,则在传输过程中肯定 存在错误。许多CRC的硬件解码电路就是按这种方式进行检错的。 同时,可以看做是由t(x)和CRC校验码的组合,所以解码时将接 收到的二进制数据去掉尾部的r位数据,得到的就是原始数据。 解码过程示例:

运行结果: 附录(实现代码):using System; using ; namespace CRC

{ public abstract class Change { oString("x2").ToUpper(); } } return returnStr; } um; } (databuff);eight < max1) && (data[j].Parent == -1)) { max2 = max1; tmp2 = tmp1; tmp1 = j; max1 =

CRC校验原理及步骤

C R C校验原理及步骤 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

CRC校验原理及步骤 什么是CRC校验 CRC即循环冗余校验码: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校验原理: 其根本思想就是先在要发送的帧后面附加一个数(这个就是用来校验的校验码,但要注意,这里的数也是二进制序列的,下同),生成一个新帧发送给接收端。当然,这个附加的数不是随意的,它要使所生成的新帧能与发送端和接收端共同选定的某个特定数整除(注意,这里不是直接采用二进制除法,而是采用一种称之为“模2除法”)。到达接收端后,再把接收到的新帧除以(同样采用“模2除法”)这个选定的除数。因为在发送端发送数据帧之前就已通过附加一个数,做了“去余”处理(也就已经能整除了),所以结果应该是没有余数。如果有余数,则表明该帧在传输过程中出现了差错。 模2除法: 模2除法与算术除法类似,但每一位除的结果不影响其它位,即不向上一位借位,所以实际上就是异或。在循环冗余校验码(CRC)的计算中有应用到模2除法。 例: CRC校验步骤:

CRC校验中有两个关键点,一是预先确定一个发送送端和接收端都用来作为除数的二进制比特串(或多项式),可以随机选择,也可以使用国际标准,但是最高位和最低位必须为1;二是把原始帧与上面计算出的除数进行模2除法运算,计算出CRC码。 具体步骤: 1. 选择合适的除数 2. 看选定除数的二进制位数,然后再要发送的数据帧上面加上这个位数-1位的0,然后用新生成的帧以模2除法的方式除上面的除数,得到的余数就是该帧的CRC校验码。注意,余数的位数一定只比除数位数少一位,也就是CRC校验码位数比除数位数少一位,如果前面位是0也不能省略。 3. 将计算出来的CRC校验码附加在原数据帧后面,构建成一个新的数据帧进行发送;最后接收端在以模2除法方式除以前面选择的除数,如果没有余数,则说明数据帧在传输的过程中没有出错。 CRC校验码计算示例: 现假设选择的CRC生成多项式为G(X)= X4+ X3+ 1,要求出二进制序列的CRC校验码。下面是具体的计算过程: ①将多项式转化为二进制序列,由G(X)= X4+ X3+ 1可知二进制一种有五位,第4位、第三位和第零位分别为1,则序列为11001 ②多项式的位数位5,则在数据帧的后面加上5-1位0,数据帧变为,然后使用模2除法除以除数11001,得到余数。【补几位0与x的最高次幂相同,模除就是进行异或】

crc校验码详细介绍看懂了就会了

循环冗余校验码( CRC)的基本原理是:在K 位信息码后再拼接R位的校验码,整个编码长度为N 位,因此,这种编码又叫( N,K)码。对于一个给定的(N,K)码,可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x) 。根据G(x) 可以生成K位信息的校验码,而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。校验码的具体生成过程为:假设发送信息用信息多项式C(X)表示,将C(x) 左移R位,则可表示成C(x)*2 的R次方,这样C(x) 的右边就会空出R位,这就是校验码的位置。通过C(x)*2 的R次方除以生成多项式G(x) 得到的余数就是校验码。编辑本段几个基本概念 1、多项式与二进制数码 多项式和二进制数有直接对应关系:x 的最高幂次对应二进制数的最高位,以下各位对应多项式的各幂次,有此幂次项对应1,无此幂次项对应0。可以看出:x 的最高幂次为R,转换成对应的二进制数有R+1位。 多项式包括生成多项式G(x)和信息多项式C(x) 。如生成多项式为 G(x)=x^4+x^3+x+1 ,可转换为二进制数码11011。而发送信息位1111 ,可转换为数据多项式为C(x)=x^3+x^2+x+1 。 2、生成多项式是接受方和发送方的一个约定,也就是一个二进制数,在整个传输过程中,这个数始终保持不变。 在发送方,利用生成多项式对信息多项式做模2 除生成校验码。在接受方利用生成多项式对收到的编码多项式做模2 除检测和确定错误位置。 应满足以下条件: a、生成多项式的最高位和最低位必须为1。 b、当被传送信息( CRC码)任何一位发生错误时,被生成多项式做除后应该使余数不为0。 c、不同位发生错误时,应该使余数不同。 d、对余数继续做除,应使余数循环。 3 CRC码的生成步骤 1、将x 的最高次幂为R的生成多项式G(x) 转换成对应的R+1位二进制数。 2、将信息码左移R位,相当与对应的信息多项式C(x)*2 的R次方。 3、用生成多项式(二进制数)对信息码做除,得到R 位的余数。 4、将余数拼到信息码左移后空出的位置,得到完整的CRC码。 例】假设使用的生成多项式是G(x)=x^3+x+1 。4 位的原始报文为1010, 求编码后的报文。 解:

crc校验码 详细介绍看懂了就会了

循环冗余校验码(CRC)的基本原理是:在K位信息码后再拼接R位的校验码,整个编码长度为N位,因此,这种编码又叫(N,K)码。对于一个给定的(N,K)码,可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K位信息的校验码,而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。校验码的具体生成过程为:假设发送信息用信息多项式C(X)表示,将C(x)左移R位,则可表示成C(x)*2的R次方,这样C(x)的右边就会空出R位,这就是校验码的位置。通过C(x)*2的R次方除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码。 编辑本段 几个基本概念 1、多项式与二进制数码 多项式和二进制数有直接对应关系:x的最高幂次对应二进制数的最高位,以下各位对应多项式的各幂次,有此幂次项对应1,无此幂次项对应0。可以看出:x的最高幂次为R,转换成对应的二进制数有R+1位。 多项式包括生成多项式G(x)和信息多项式C(x)。 如生成多项式为G(x)=x^4+x^3+x+1,可转换为二进制数码11011。 而发送信息位1111,可转换为数据多项式为C(x)=x^3+x^2+x+1。 2、生成多项式 是接受方和发送方的一个约定,也就是一个二进制数,在整个传输过程中,这个数始终保持不变。 在发送方,利用生成多项式对信息多项式做模2除生成校验码。在接受方利用生成多项式对收到的编码多项式做模2除检测和确定错误位置。 应满足以下条件: a、生成多项式的最高位和最低位必须为1。 b、当被传送信息(CRC码)任何一位发生错误时,被生成多项式做除后应该使余数不为0。 c、不同位发生错误时,应该使余数不同。 d、对余数继续做除,应使余数循环。 3 CRC码的生成步骤 1、将x的最高次幂为R的生成多项式G(x)转换成对应的R+1位二进制数。 2、将信息码左移R位,相当与对应的信息多项式C(x)*2的R次方。 3、用生成多项式(二进制数)对信息码做除,得到R位的余数。 4、将余数拼到信息码左移后空出的位置,得到完整的CRC码。 【例】假设使用的生成多项式是G(x)=x^3+x+1。4位的原始报文为1010,求编码后的报文。 解: 1、将生成多项式G(x)=x^3+x+1转换成对应的二进制除数1011。 2、此题生成多项式有4位(R+1),要把原始报文C(x)左移3(R)位变成1010000 3、用生成多项式对应的二进制数对左移3位后的原始报文进行模2除,相当于按位异或: 1010000

CRC16算法原理

CRC算法及C实现 学习体会2008-09-20 15:21:13 阅读161 评论0 字号:大中小订 阅 一、CRC算法原理 CRC校验的基本思想是利用线性编码理论,在发送端根据要传送的k位二进制码序列,以一定的规则产生一个校验用的监督码(既CRC码)r位,并附在信息后边,构成一个新的二进制码序列数共(k+r)位,最后发送出去。在接收端,则根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验,以确定传送中是否出错。 16位的CRC码产生的规则是先将要发送的二进制序列数左移16位(既乘以)后,再除以一个多项式,最后所得到的余数既是 CRC码。 假设数据传输过程中需要发送15位的二进制信息 g=101001110100001,这串二进制码可表示为代数多项式g(x) = x^14 + x^12 + x^9 + x^8 + x^7 + x^5 + 1,其中g中第k位的值,对应g(x)中x^k的系数。将g(x)乘以x^m,既将g后加m个0,然后除以m阶多项式h(x),得到的(m-1)阶余项 r(x)对应的二进制码r就是 CRC编码。 h(x)可以自由选择或者使用国际通行标准,一般按照h(x)的阶数m,将CRC算法称为CRC-m,比如CRC-32、CRC-64等。国际通行标准可

以参看 https://www.sodocs.net/doc/6f7235727.html,/wiki/Cyclic_redundancy_check g(x)和h(x)的除运算,可以通过g和h做xor(异或)运算。比如将 11001与10101做xor运算: 明白了xor运算法则后,举一个例子使用CRC-8算法求101001110100001的效验码。CRC-8标准的h(x) = x^8 + x^7 + x^6 + x^4 + x^2 + 1,既h是9位的二进制串111010101。

CRC校验码的原理

CRC 校验码的原理 在通信与数字信号处理等领域中循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check,CRC )是一种很常用的设计。一般来说数据通信中的编码可以分为信源编码和信道编码两大类,其中,为了提高数据通信的可靠性而采取的编码称为信道编码,即抗干扰编码。在通信系统中,要求数据传输过程中的误码率足够低,而为了降低数据传输过程中的误码率,经常采用的一种方法是差错检测控制。 在实际的通信系统中,差错检测控制的主要方法又3种:前向纠错(FEC ),自动重发(ARQ )和反馈检验法。FEC 指接收端不仅能够在收到的信码中发现错码,而且还能够纠正错码。一般来说,这种方法不需要反向信道,实时性很好,不过设备较复杂。ARQ 是指接收端在收到的信码中检测出错码时,即设法通知发送端重新发送信号,直到能够正确接收为止。通常,这种方法只用来检测误码,而且只能在双向信道中使用。反馈检验法是指接收端将收到的信码一字不差地转发回发送端,同时与原发送信码进行比较,如果有错,则发端重发。这种方法的原理和设备都比较简单,但需要双向信道的支持,而且传输效率低下; 通过实践检验,在这三中方法中,如果传输过程中的误码率较低,那么采用前向纠错法比较理想,但如果误码率较高时,这种方法又会出现“乱纠”的现象;在网络通信中,广泛的采用差错检测方法时自动请求重发,这种方法只要检错功能即可;反馈检验法时前向纠错法和自动请求重发的结合。 在实现差错检测控制的众多方法中,循环冗余校验就是一类重要的线性分组码。它时一种高效的差错控制方法,它广泛应用于测控及数据通信领域,同时具有编码和解码方法简单,检错能力强,误判概率很低和具有纠错能力等优点。 循环冗余校验码实现的方法 CRC 的基本原理就是在一个P 位二进制数据序列之后附加一个R 位二进制检验码序列,从而构成一个总长位N=P+R 位的二进制序列。例如,P 位二进制数据序列D=[d 1-p d 2-p …d 1d 0],R 位二进制检验码R = [r 1-r r 2-r …r 1r 0],那么所得到的这个N 位二进制序列就是M=[d 1-p d 2-p …d 1d 0 r 1-r r 2-r …r 1r 0],这里附加在数据序列之后的CRC 码与数据序列的内容之间存在着某种特定的关系。如果在数据传输过程中,由于噪声或传输特性不理想而使数据序列中的某一位或某些位发生错误,这种特定关系就会被破坏。可见在数据的接收端通过检查这种特定关系,可以很容易地实现对数据传输正确性的检验。 在CRC 中,检验码R 使通过对数据序列D 进行二进制除法取余式运算得到的,他被一个称为生成多项式的(r+1)位二进制序列G=[g r g 1-r …g 1g 0]来除,具体的多项式除法形式如下: ) ()(x G x D x r =Q(x)+ ) ()(x G x R 其中,)(x D x r 表示将数据序列D 左移r 位,即在D 的末尾再增加r 个0位;Q (x )代表这一除法所得的商,R (x )就是所需的余式。此外,这一运算关系还可以表示为 ?? ? ???=)()(Re )(x G x D x x R r ?? ? ? ??=)()(Re )(x G x M x R 通过上面CRC 基本原理的介绍,可以发现生成多项式使一个非常重要的概念,它决定了CRC 的具体算法。目前,生成多项式具有一下一些通用标准,其中CRC -12,CRC -16,

循环冗余校验码原理

1、循环冗余校验码原理 CRC 校验采用多项式编码方法,如一个8 位二进制数(B7B6B5B4B3B2B1B0)可以用7 阶二进制码多项式B7X7+B6X6+B5X5+B4X4+B3X3+B2X2+B1X1+B0X0表示。 例如11000001 可表示为 1X7+1X6+0X5+0X4+0X3+0X2+0X1+0X0 一般说,n 位二进制数可用(n-1)阶多项式表示。它把要发送的数据位串看成是系数只能为“1”或“0”的多项式。一个n 位的数据块可以看成是从Xn-1到X0的n 项多项式的系数 序列,位于数据块左边的最高位是X n-1项的系数,次高位是X n-2项的系数,依此类推,位 于数据块右边的最低位是X0项的系数,这个多项式的阶数为n-1。 多项式乘除法运算过程与普通代数多项式的乘除法相同。多项式的加减法运算以2 为模,加减时不进、错位,如同逻辑异或运算。 采用CRC 校验时,发送方和接收方事先约定一个生成多项式G(X),并且G(X)的最高项和最低项的系数必须为1。设m 位数据块的多项式为M(X),生成多项式G(X)的阶数必需 比M(X)的阶数低。CRC 校验码的检错原理是:发送方先为数据块生成CRC 校验码,使这 个CRC 校验码的多项式能被G(X)除尽,实际发送此CRC 校验码;接收方用收到的CRC 校 验码除以G(X),如果能除尽,表明传输正确,否则,表示有传输错误,请求重发。 生成数据块的CRC 校验码的方法是: (1) 设G(X)为r 阶,在数据块末尾添加r 个0,使数据块为m+r 位,则相应的多项式 为XrM(X); (2) 以2 为模,用对应于G(X)的位串去除对应于XrM(X)的位串,求得余数位串; (3) 以2 为模,从对应于XrM(X)的位串中减去余数位串,结果就是为数据块生成的带足够校验信息的CRC 校验码位串。 例如,设要发送的数据为1101011011,G(X)=X4+X+1,则首先在发送数据块的末尾加4 个0,得到11010110110000,然后用G(X)的位串10011 去除,再用11010110110000 减去余 数位串1110,得到的即为CRC 位串11010110111110,将对应多项式称为T(X),显然,T(X) 能被G(X)除尽。这样,一旦接收到的CRC 位串不能被同样的G(X)的位串除尽,那么一定 有传输错误。 当使用CRC校验码进行差错控制时,除了为G(X)的整数倍的差错多项式不能被检测外,其它差错均能被查出。CRC 校验码的差错控制效果取决于G(X)的阶数,阶数越高,效果越 好。目前,常用的有两种生成多项式G(X)的方法,分别是: CRC-16 X16+X15+X2+1 CCITT X16+X12+X5+1

crc校验原理

校验原理 1、循环校验码(CRC码):是数据通信领域中最常用的一种差错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。 2、生成CRC码的基本原理:任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。例如:代码1010111对应的多项式为x6+x4+x2+x+1,而多项式为x5+x3+x2+x+1对应的代码101111。 3、CRC码集选择的原则:若设码字长度为N,信息字段为K位,校验字段为R 位(N=K+R),则对于CRC码集中的任一码字,存在且仅存在一个R次多项式g(x),使得 V(x)=A(x)g(x)=x R m(x)+r(x); 其中: m(x)为K次信息多项式, r(x)为R-1次校验多项式, g(x)称为生成多项式: g(x)=g0+g1x+g2x2+...+g(R-1)x(R-1)+g R x R 发送方通过指定的g(x)产生CRC码字,接收方则通过该g(x)来验证收到的CRC 码字。 4、CRC校验码软件生成方法: 借助于多项式除法,其余数为校验字段。 例如:信息字段代码为: 1011001;对应m(x)=x6+x4+x3+1 假设生成多项式为:g(x)=x4+x3+1;则对应g(x)的代码为: 11001 x4m(x)=x10+x8+x7+x4对应的代码记为:10110010000; 采用多项式除法: 得余数为: 1010 (即校验字段为:1010) 发送方:发出的传输字段为: 1 0 1 1 0 0 1 1 0 10

信息字段校验字段 接收方:使用相同的生成码进行校验:接收到的字段/生成码(二进制除法)如果能够除尽,则正确,

CRC校验原理分析

CRC校验 校验原理: 1、循环校验码(CRC码):是数据通信领域中最常用的一种差错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。 2、生成CRC码的基本原理:任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。例如:代码1010111对应的多项式为x6+x4+x2+x+1,而多项式为x5+x3+x2+x+1对应的代码101111。 3、CRC码集选择的原则:若设码字长度为N,信息字段为K位,校验字段为R 位(N=K+R),则对于CRC码集中的任一码字,存在且仅存在一个R次多项式g(x),使得 V(x)=A(x)g(x)=x R m(x)+r(x); 其中: m(x)为K次信息多项式, r(x)为R-1次校验多项式, g(x)称为生成多项式: g(x)=g 0+g 1 x+g 2 x2+...+g (R-1) x(R-1)+g R x R 发送方通过指定的g(x)产生CRC码字,接收方则通过该g(x)来验证收到的CRC 码字。 4、CRC校验码软件生成方法: 借助于多项式除法,其余数为校验字段。 例如:信息字段代码为: 1011001;对应m(x)=x6+x4+x3+1 假设生成多项式为:g(x)=x4+x3+1;则对应g(x)的代码为: 11001 x4m(x)=x10+x8+x7+x4对应的代码记为:10110010000; 采用多项式除法: 得余数为: 1010 (即校验字段为:1010)

发送方:发出的传输字段为: 1 0 1 1 0 0 1 1 0 10 信息字段校验字段 接收方:使用相同的生成码进行校验:接收到的字段/生成码(二进制除法)如果能够除尽,则正确,

CCITT CRC-16计算原理与实现

CCITT CRC-16计算原理与实现 CRC的全称为Cyclic Redundancy Check,中文名称为循环冗余校验。它是一类重要的线性分组码,编码和解码方法简单,检错和纠错能力强,在通信领域广泛地用于实现差错控制。实际上,除数据通信外,CRC在其它很多领域也是大有用武之地的。例如我们读软盘上的文件,以及解压一个ZIP文件时,偶尔会碰到“Bad CRC”错误,由此它在数据存储方面的应用可略见一斑。 差错控制理论是在代数理论基础上建立起来的。这里我们着眼于介绍CRC的算法与实现,对原理只能捎带说明一下。若需要进一步了解线性码、分组码、循环码、纠错编码等方面的原理,可以阅读有关资料。 利用CRC进行检错的过程可简单描述为:在发送端根据要传送的k位二进制码序列,以一定的规则产生一个校验用的r位监督码(CRC码),附在原始信息后边,构成一个新的二进制码序列数共k+r位,然后发送出去。在接收端,根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验,以确定传送中是否出错。这个规则,在差错控制理论中称为“生成多项式”。 1 代数学的一般性算法 在代数编码理论中,将一个码组表示为一个多项式,码组中各码元当作多项式的系数。例如 1100101 表示为 1·x6+1·x5+0·x4+0·x3+1·x2+0·x+1,即 x6+x5+x2+1。 设编码前的原始信息多项式为P(x),P(x)的最高幂次加1等于k;生成多项式为G(x),G(x)的最高幂次等于r;CRC多项式为R(x);编码后的带CRC的信息多项式为T(x)。 发送方编码方法:将P(x)乘以xr(即对应的二进制码序列左移r位),再除以 G(x),所得余式即为R(x)。用公式表示为 T(x)=xrP(x)+R(x) 接收方解码方法:将T(x)除以G(x),如果余数为0,则说明传输中无错误发生,否则说明传输有误。 举例来说,设信息码为1100,生成多项式为1011,即P(x)=x3+x2,G(x)=x3+x+1,计算CRC的过程为 xrP(x) x3(x3+x2) x6+x5 x -------

CAN总线中循环冗余校验码的原理

CAN总线中循环冗余校验码的原理 在CAN系统中为保证报文传输的正确性,需要对通信过程进行差错控制。目前常用的方法是反馈重发,即一旦收到接收端发出的出错信息,发送端便自动重发,此时的差错控制只需要检错功能。常用的检错码有两类:奇偶校验码和循环冗余校验码。奇偶校验码是一种最常见的检错码,其实现方法简单,但检错能力较差;循环冗余校验码的编码也很简单且误判率低,所以在通信系统中获得了广泛的应用。下面介绍CAN网络中循环冗余校验码(即CRC码)的原理和实现方法。 1CRC码检错的工作原理 CRC码检错是将被处理报文的比特序列当作一个二进制多项式A(x)的系数,该系数除以发送方和接收方预先约定好的生成多项式g(x)后,将求得的余数p(x)作为CRC校验码附加到原始的报文上,并一起发给接收方。接收方用同样的g(x)去除收到的报文B(x),如果余数等于p(x),则传输无误(此时A(x)和B(x)相同);否则传输过程中出错,由发送端重发,重新开始CRC校验,直到无误为止。 上述校验过程中有几点需注意:①在进行CRC计算时,采用二进制(模2)运算法,即加法不进位,减法不借位,其本质就是两个操作数进行逻辑异或运算;②在进行CRC计算前先将发送报文所表示的多项式A(x)乘以xn,其中n为生成多项式g(x)的最高幂值。对二进制乘法来讲,A(x)·xn 就是将A(x)左移n位,用来存放余数(x),所以实际发送的报文就变为A(x)·xn+p(x);③生成多项式g(x)的首位和最后一位的系数必须为1。 图1为CRC校验的工作过程。 目前已经有多种生成多项式被列入国际标准中,如:CRC-4、CRC-12、CRC-16、CCITT-16、CRC-32等。CAN总线中采

最详细易懂的CRC-16校验原理(附源程序)

最详细易懂的CRC-16校验原理(附源程序) 1、循环校验码(CRC码): 是数据通信领域中最常用的一种差错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。 2、生成CRC码的基本原理: 任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。例如:代码1010111对应的多项式为x6+x4+x2+x+1,而多项式为x5+x3+x2+x+1对应的代码101111。 标准CRC生成多项式如下表: 名称生成多项式简记式* 标准引用 CRC-4 x4+x+1 3 ITU G.704 CRC-8 x8+x5+x4+1 0x31 CRC-8 x8+x2+x1+1 0x07 CRC-8 x8+x6+x4+x3+x2+x1 0x5E CRC-12 x12+x11+x3+x+1 80F CRC-16 x16+x15+x2+1 8005 IBM SDLC CRC16-CCITT x16+x12+x5+1 1021 ISO HDLC, ITU X.25, V.34/V.41/V.42, PPP-FCS CRC-32 x32+x26+x23+...+x2+x+1 04C11DB7 ZIP, RAR, IEEE 802 LAN/FDDI, IEEE 1394, PPP-FCS CRC-32c x32+x28+x27+...+x8+x6+1 1EDC6F41 SCTP 3、CRC-16校验码的使用: 现选择最常用的CRC-16校验,说明它的使用方法。 根据Modbus协议,常规485通讯的信息发送形式如下: 地址功能码数据信息校验码 1byte 1byte nbyte 2byte CRC校验是前面几段数据内容的校验值,为一个16位数据,发送时,低8位在前,高8为最后。 例如:信息字段代码为: 1011001,校验字段为:1010。

CRC循环冗余校验原理

CRC校验原理 转载:CRC校验原理 1、循环校验码(CRC码):是数据通信领域中最常用的一种差错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。 2、生成CRC码的基本原理:任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。例如:代码1010111对应的多项式为x6+x4+x2+x+1,而多项式为x5+x3+x2+x+1对应的代码101111。 3、CRC码集选择的原则:若设码字长度为N,信息字段为K位,校验字段为R 位(N=K+R),则对于CRC码集中的任一码字,存在且仅存在一个R次多项式g(x),使得 V(x)=A(x)g(x)=x R m(x)+r(x); 其中: m(x)为K次信息多项式, r(x)为R-1次校验多项式, g(x)称为生成多项式: g(x)=g 0+g 1 x+ g 2 x2+...+g (R-1) x(R-1)+g R x R 发送方通过指定的g(x)产生CRC码字,接收方则通过该g(x)来验证收到的CRC 码字。 4、CRC校验码软件生成方法: 借助于多项式除法,其余数为校验字段。 例如:信息字段代码为: 1011001;对应m(x)=x6+x4+x3+1 假设生成多项式为:g(x)=x4+x3+1;则对应g(x)的代码为: 11001 x4m(x)=x10+x8+x7+x4对应的代码记为:10110010000; 采用多项式除法: 得余数为: 1010 (即校验字段为:1010) 发送方:发出的传输字段为: 1 0 1 1 0 0 1 1 0 10 信息字段校验字段 接收方:使用相同的生成码进行校验:接收到的字段/生成码(二进制除法)如果能够除尽,则正确, CRC(Cyclic Redundancy Check)循环冗余校验码 是常用的校验码,在早期的通信中运用广泛,因为早期的通信技术不够可靠(不可靠性的来源是通信技术决定的,比如电磁波通信时受雷电等因素的影响),不可靠的通信就会带

CRC16 原理

CRC16 原理 CRC16 原理 这里,不讨论CRC的纠错原理以及为什么要选下面提及的生成多项式,只是针对以下的生成多项式,如何获得CRC校验码,作一个比较详细的说明。 标准CRC生成多项式如下表: 名称生成多项式简记式* 标准引用 CRC-4 x4+x+1 3 ITU G.704 CRC-8 x8+x5+x4+1 0x31 CRC-8 x8+x2+x1+1 0x07 CRC-8 x8+x6+x4+x3+x2+x1 0x5E CRC-12 x12+x11+x3+x+1 80F CRC-16 x16+x15+x2+1 8005 IBM SDLC CRC16-CCITT x16+x12+x5+1 1021 ISO HDLC, ITU X.25, V.34/V.41/V.42, PPP-FCS CRC-32 x32+x26+x23+...+x2+x+1 04C11DB7 ZIP, RAR, IEEE 802 LAN/FDDI, IEEE 1394, PPP-FCS CRC-32c x32+x28+x27+...+x8+x6+1 1EDC6F41 SCTP 生成多项式的最高位固定的1,故在简记式中忽略最高位1了,如0x1021实际是0x11021。 I、基本算法(人工笔算): 以CRC16-CCITT为例进行说明,CRC校验码为16位,生成多项式17位。假如数据流为4字节:BYTE[3]、BYTE[2]、BYTE[1]、BYTE[0]; 数据流左移16位,相当于扩大256×256倍,再除以生成多项式0x11021,做不借位的除法运算(相当于按位异或),所得的余数就是CRC校验码。

关于CRC码的基本知识

一、CRC码工作原理 1. CRC校验原理 CRC的英文全称为Cyclic Redundancy Check(Code),中文名称为循环冗余校验(码)。它是一类重要的线性分组码,编码和解码方法简单,检错和纠错能力强,在通信领域广泛地用于实现差错控制。 CRC计算与普通的除法计算有所不同。普通的除法计算是借位相减的,而CRC计算则是异或运算。任何一个除法运算都需要选取一个除数,在CRC运算中我们称之为poly,而宽度W就是poly最高位的位置。比如poly 1001的W是3,而不是4。注意最高位总是1,当你选定一个宽度,那么你只需要选择低W各位的值。假如我们想计算一个位串的CRC码,并要保证每一位都要被处理,因此我们需要在目标位串后面加上W个0。 CRC校验原理看起来比较复杂,因为大多数书上基本上是以二进制的多项式形式来说明的。其实很简单的问题,其根本思想就是先在要发送的帧后面附加一个数(这个就是用来校验的校验码,但要注意,这里的数也是二进制序列的,下同),生成一个新帧发送给接收端。当然,这个附加的数不是随意的,它要使所生成的新帧能与发送端和接收端共同选定的某个特定数整除(注意,这里不是直接采用二进制除法,而是采用一种称之为“模2除法”)。到达接收端后,再把接收到的新帧除以(同样采用“模2除法”)这个选定的除数。因为在

发送端发送数据帧之前就已通过附加一个数,做了“去余”处理(也就已经能整除了),所以结果应该是没有余数。如果有余数,则表明该帧在传输过程中出现了差错。 【说明】“模2除法”与“算术除法”类似,但它既不向上位借位,也不比较除数和被除数的相同位数值的大小,只要以相同位数进行相除即可。模2加法运算为:1+1=0,0+1=1,0+0=0,无进位,也无借位;模2减法运算为:1-1=0,0-1=1,1-0=1,0-0=0,也无进位,无借位。相当于二进制中的逻辑异或运算。也就是比较后,两者对应位相同则结果为“0”,不同则结果为“1”。如100101除以1110,结果得到商为11,余数为1,如图5-9左图所示。如11×11=101,如图5-9右图所示。 图5-9 “模2除法”和“模2乘法”示例 具体来说,CRC校验原理就是以下几个步骤:

CRC校验原理 包括C++源码

CRC校验原理包括(C++源码) 现在此说明下什么是CRC:循环冗余码校验英文名称为Cyclical Redundancy Check,简称CRC,它是利用除法及余数的原理来作错误侦测(Error Detecting)的。实际应用时,发送装置计算出CRC值并随数据一同发送给接收装置,接收装置对收到的数据重新计算CRC并与收到的CRC相比较,若两个CRC值不同,则说明数据通讯出现错误 那么其实CRC有比较多种,比如CRC16、CRC32 ,为什么叫16、32呢。在这里并非与位有和关系。而是由所确定的多项式最高次幂确定的。如下所示。理论上讲幂次越高校验效果越好。 CRC(12位) =X12+X11+X3+X2+X+1 CRC(16位) = X16+X15+X2+1 CRC(CCITT) = X16+X12 +X5+1 CRC(32位) = X32+X26+X23+X16+X12+X11+X10+ X8+X7+X5+X4+X2+X+1 循环冗余校验码(CRC)的基本原理是:在K位信息码后再拼接R位的校验码,整个编码长度为N位,因此,这种编码又叫(N,K)码。对于一个给定的(N,K)码,可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K位信息的校验码,而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。 校验码的具体生成过程为:假设发送信息用信息多项式C(X)表示,将C(x)左移R位,则可表示成C(x)*2R,这样C(x)的右边就会空出R位,这就是校验码的位置。通过C(x)*2R除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码。 几个基本概念 1、多项式与二进制数码 多项式和二进制数有直接对应关系:x的最高幂次对应二进制数的最高位,以下各位对应多项式的各幂次,有此幂次项对应1,无此幂次项对应0。可以看出:x的最高幂次为R,转换成对应的二进制数有R+1位。 多项式包括生成多项式G(x)和信息多项式C(x)。 如生成多项式为G(x)=x4+x3+x+1,可转换为二进制数码11011。 而发送信息位1111,可转换为数据多项式为C(x)=x3+x2+x+1。 2、生成多项式 是接受方和发送方的一个约定,也就是一个二进制数,在整个传输过程中,这个数始终保持不变。

CRC校验原理

1. CRC校验原理 CRC校验原理看起来比较复杂,好难懂,因为大多数书上基本上是以二进制的多项式形式来说明的。其实很简单的问题,其根本思想就是先在要发送的帧后面附加一个数(这个就是用来校验的校验码,但要注意,这里的数也是二进制序列的,下同),生成一个新帧发送给接收端。当然,这个附加的数不是随意的,它要使所生成的新帧能与发送端和接收端共同选定的某个特定数整除(注意,这里不是直接采用二进制除法,而是采用一种称之为“模2除法”)。到达接收端后,再把接收到的新帧除以(同样采用“模2除法”)这个选定的除数。因为在发送端发送数据帧之前就已通过附加一个数,做了“去余”处理(也就已经能整除了),所以结果应该是没有余数。如果有余数,则表明该帧在传输过程中出现了差错。 【说明】“模2除法”与“算术除法”类似,但它既不向上位借位,也不比较除数和被除数的相同位数值的大小,只要以相同位数进行相除即可。模2加法运算为:1+1=0,0+1=1,0+0=0,无进位,也无借位;模2减法运算为:1-1=0,0-1=1,1-0=1,0-0=0,也无进位,无借位。相当于二进制中的逻辑异或运算。也就是比较后,两者对应位相同则结果为“0”,不同则结果为“1”。如100101除以1110,结果得到商为11,余数为1,如图5-9左图所示。如11×11=101,如图5-9右图所示。

图5-9 “模2除法”和“模2乘法”示例 具体来说,CRC校验原理就是以下几个步骤: (1)先选择(可以随机选择,也可按标准选择,具体在后面介绍)一个用于在接收端进行校验时,对接收的帧进行除法运算的除数(是二进制比较特串,通常是以多项方式表示,所以CRC又称多项式编码方法,这个多项式也称之为“生成多项式”)。 (2)看所选定的除数二进制位数(假设为k位),然后在要发送的数据帧(假设为m位)后面加上k-1位“0”,然后以这个加了k-1个“0“的新帧(一共是m+k-1位)以“模2除法”方式除以上面这个除数,所得到的余数(也是二进制的比特串)就是该帧的CRC校验码,也称之为FCS(帧校验序列)。但要注意的是,余数的位数一定要是比除数位数只能少一位,哪怕前面位是0,甚至是全为0(附带好整除时)也都不能省略。 (3)再把这个校验码附加在原数据帧(就是m位的帧,注意不是在后面形成的m+k-1位的帧)后面,构建一个新帧发送到接收端;最后在接收端再把这个新帧以“模2除法”方式除以前面选择的除数,如果没有余数,则表明该帧在传输过程中没出错,否则出现了差错。

CRC基本原理

循环冗余校验码(CRC)的基本原理 循环冗余校验码(CRC)的基本原理是:在K位信息码后再拼接R位的校验码,整个编码长度为N位,因此,这种编码又叫(N,K)码。对于一个给定的(N,K)码,可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K 位信息的校验码,而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。 校验码的具体生成过程为:假设发送信息用信息多项式C(X)表示,将C(x)左移R位,则可表示成C(x)*2R,这样C(x)的右边就会空出R位,这就是校验码的位置。通过C(x)*2R除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码。 几个基本概念 1、多项式与二进制数码 多项式和二进制数有直接对应关系:x的最高幂次对应二进制数的最高位,以下各位对应多项式的各幂次,有此幂次项对应1,无此幂次项对应0。可以看出:x 的最高幂次为R,转换成对应的二进制数有R+1位。 多项式包括生成多项式G(x)和信息多项式C(x)。 如生成多项式为G(x)=x4+x3+x+1,可转换为二进制数码11011。 而发送信息位 1111,可转换为数据多项式为C(x)=x3+x2+x+1。 2、生成多项式 是接受方和发送方的一个约定,也就是一个二进制数,在整个传输过程中,这个数始终保持不变。 在发送方,利用生成多项式对信息多项式做模2除生成校验码。在接受方利用生成多项式对收到的编码多项式做模2除检测和确定错误位置。 应满足以下条件: a、生成多项式的最高位和最低位必须为1。 b、当被传送信息(CRC码)任何一位发生错误时,被生成多项式做模2除后应该使余数不为0。 c、不同位发生错误时,应该使余数不同。 d、对余数继续做模2除,应使余数循环。 将这些要求反映为数学关系是比较复杂的。但可以从有关资料查到常用的对应于不同码制的生成多项式如图9所示: N K 码距d G(x)多项式 G(x) 7 4 3 x3+x+1 1011 7 4 3 x3+x2+1 1101 7 3 4 x4+x3+x2+1 11101 7 3 4 x4+x2+x+1 10111 15 11 3 x4+x+1 10011 15 7 5 x8+x7+x6+x4+1 11101000 1 31 26 3 x5+x2+1 100101 31 21 5 x10+x9+x8+x6+x5+x3+1 11101101001 63 57 3 x6+x+1 1000011 63 51 5 x12+x10+x5+x4+x2+1 10

16位CRC校验原理与算法分析

16位CRC校验原理与算法分析 2007-12-14 09:37 这里,不讨论CRC的纠错原理以及为什么要选下面提及的生成多项式,只是针对以下的生成多项式,如何获得CRC校验码,作一个比较详细的说明。 标准CRC生成多项式如下表: 名称生成多项式简记式* 标准引用 CRC-4 x4+x+1 3 ITU G.704 CRC-8 x8+x5+x4+1 0x31 CRC-8 x8+x2+x1+1 0x07 CRC-8 x8+x6+x4+x3+x2+x1 0x5E CRC-12 x12+x11+x3+x+1 80F CRC-16 x16+x15+x2+1 8005 IBM SDLC CRC16-CCITT x16+x12+x5+1 1021 ISO HDLC, ITU X.25, V.34/V.41/V.42, PPP-FCS CRC-32 x32+x26+x23+...+x2+x+1 04C11DB7 ZIP, RAR, IEEE 802 LAN/FDDI, IEEE 1394, PPP-FCS CRC-32c x32+x28+x27+...+x8+x6+1 1EDC6F41 SCTP 生成多项式的最高位固定的1,故在简记式中忽略最高位1了,如0x1021实际是0x11021。 I、基本算法(人工笔算): 以CRC16-CCITT为例进行说明,CRC校验码为16位,生成多项式17位。假如数据流为4字节:BYTE[3]、BYTE[2]、BYTE[1]、BYTE[0]; 数据流左移16位,相当于扩大256×256倍,再除以生成多项式0x11021,做不借位的除法运算(相当于按位异或),所得的余数就是CRC校验码。 发送时的数据流为6字节:BYTE[3]、BYTE[2]、BYTE[1]、BYTE[0]、CRC[1]、CRC[0]; II、计算机算法1(比特型算法): 1)将扩大后的数据流(6字节)高16位(BYTE[3]、BYTE[2])放入一个长度为16的寄存器; 2)如果寄存器的首位为1,将寄存器左移1位(寄存器的最低位从下一个字节获得),再与生成多项式的简记式异或; 否则仅将寄存器左移1位(寄存器的最低位从下一个字节获得); 3)重复第2步,直到数据流(6字节)全部移入寄存器; 4)寄存器中的值则为CRC校验码CRC[1]、CRC[0]。 III、计算机算法2(字节型算法):256^n表示256的n次方 把按字节排列的数据流表示成数学多项式,设数据流为BYTE[n]BYTE[n-1]BYTE[n-2]、、、BYTE[1]BYTE[0],表示成数学表达式为BYTE[n]×256^n+BYTE[n-1]×256^(n-1) +...+BYTE[1]*256+BYTE[0],在这里+表示为异或运算。设生成多项式为G17(17bit),CRC 码为CRC16。 则,CRC16= (BYTE[n]×256^n+BYTE[n-1]×256^(n-1)+...+BY TE[1]×256+BYTE[0])×256^2/G17,即数

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