循环冗余校验（CRC）之verilog实现

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本来是不想写的，是因为自己还没有彻底搞懂唯一的一个环节：软件实现和理论怎么对应。对于我这种黑白是非必须分明的人而言，这是一种折磨。而这周类似的，悬而未决的事情远不止这一件。这些导致这周过得很不爽快，但是我很清楚的明白我必须去面对，去接受，去改变，就像昨晚的欧冠，这么虐心的过程，说不定在最后迎来意想不到的大胜利。

 

      循环冗余校验，也称为CRC检验，这是一个很常见的，很成熟的算法。该算法的理解很简单，随便用百度百科一搜，然后花半个小时估计就能完全理解了。这篇博文描述：怎么实现硬件并行的CRC计算。主要的参数为：

      1.生成多项式，在不同的协议中有不同的生成多项式，一般这些多项式都是确定的。

 

     2.模2除法

      如果已经了解CRC算法，就明白它的原理就是将数据和多项式进行模2除，最后得到的余数就是最后的CRC。这里需要记住的就是：模2除就是进行异或。

      但是，如果上面的你都了解后，你会发现这些对于解决CRC算法完全没有作用，这就是坑爹的百科。网络上大部分的CRC都是软件实现，其实在解压软件中就有CRC，但是此时又会出现一个问题，你会发现下载的软件对于同一个字符串，CRC算出来的结果会不同。

这里给一个表示正确的CRC计算软件：http://www.pc6.com/softview/SoftView_100981.html

软件界面：

软件说明 :(作为一个搞硬件的，理解这些软件参数的确不是一个容易的活，搜了很多资料)

width  : 表示最后CRC的bit的位数

 

Poly    : 表示多项式对应的二进制数，这里没有进行颠倒，x4+x+1=10011,最高位省略，对应的就是0x03，如果颠倒就是0x1100。init ：表示软件寄存器初值，上图为0x00.

 

refin   : 如果此值为true，表示输入的数据需要进行比特翻转，也就是Bit7要变成最低位， Bit0要变成最高位，这里是每个字节而言，每个字节之间的关系不需要进行颠倒。如果此值为false，表明不需要进行字节的比特翻转

 

refout：如果此值为true，这表示进行异或后算出来的CRC需要进行整个比特翻转，然后存入寄存器，例如：123456789 （实际中只能为0,1，为了方便解释这里的 翻转和refin的区别，此处6,7,8,9等都是一位），转换后就是：987654321.如果此值为false，例如：123456789，则该一步后的输出为123456789 

 

XorOut：最个是将异或后的数据，在refout后的得到的数据与该值进行异或后，最终结果才是软件计算的CRC。

 

对于软件的详细解释有：

http://www.cnblogs.com/poiu-elab/archive/2012/10/22/2734715.html

       好了，下面是硬件实现。有很多论文都对CRC进行描述，但是其实都是没有实际作用，但是有一个网站在这一方面做的特别好。链接：

http://www.easics.com/webtools/crctool

       通过该网站，你会等到一个硬件代码，但是，你会发现这个硬件代码其实并没有用。因为代码仅仅是一个function，并不能直接使用，例如我生成的是CRC32，配置如下：

得到的verilog代码为：

此时就需要修改硬件代码：

         1.首先将代码从function转变为时序逻辑电路，也就是添加clk，rst，en。

           这一部分由于是教研室代码，所以不能公布，修改还是很简单的，只需要花点时间。

        2.修改输入和输出，这个得根据软件的配置：

       此处的refin，refout，XorOut分别为：true，true，0xFFFFFFFF，也就是输入需要进行比特翻转，输出需要整体比特翻转，最后需要和0xFFFFFFFF异或，也就是取反（0^1=1 , 1^1=0）.

       此处修改代码：输入比特翻转

输出整体翻转和取反

仿真的结果为：

分析： 

可以从仿真图中看到：如果输入的是01050005，进行CRC32后的结果为：ef598e1d.对比软件算出来的结果（上图的上图的上图的上图）：EF598E1D。可见两者算出来的结果是一样的。

      最后给出我还没有理解的问题：为何上面的计算结果和我们自己用笔在纸上计算的CRC不一样呢？

描述：

情况一：当refin 和refout都为true

而此手算结果为：

此时的计算值和软件算出来的值，不一样，就是不清楚软件那边是怎么个翻转

 

情况二：当refin 和refout都为false

手算的结果：

      对比发现，手算和软件计算是一样的，所以总结出来问题：

           就是在需要bit翻转和整体翻转的时候，软件计算算出来的CRC是什么字符串的CRC呢？

 PS : 在无意浏览网页的时候，发现了一个更好的硬件CRC生成网站，但是我没有对代码进行测试。链接为：http://outputlogic.com/?page_id=321