CRC-8校验算法与CAN知识

A.1 CRC8 算法

A.1.1 CRC8 算法参数设置

CRC8 算法中要求了 Counter、Data ID、CRC 等参数设置。

参数	描述
Counter	共 4bits，在 CAN 总线通信时，从 0-15 滚动发送。
Message ID	共 16bits(在 ID 前用 ‘0’ 填充后)，总线报文 ID，在进行 CRC 计算时应包含。
CRC	共 8bits，CRC 算法参照 SAE J1850，生成多项式为0x1D(x8+x4+x3+x2+1)，但初始值和 XOR 值均替换为0x00，在 CAN 总线上发送

A.1.2 Counter

在 CRC8 算法中，发送方在第一次发送时将 Counter 置为 0，并在后续每次发送时将
Counter 加 1。当 Counter 值达到 15(0xF)后，发送方的下一次发送将 Counter 重新置为0。
接收节点在接收到报文后对 Counter 值进行监控：
a）连续接收到 4 个周期 Counter 值相同时不计为错误，但在随后第 5 个周期中 Counter
值仍相同时，需记录 Counter 错误；
b）当连续接收到连续 3 个周期的 Counter 差值≥2 时，需记录 Counter 错误；
当检查到 Counter 错误时，将使用信号定义的 Invalid 值或替代值，直到 Counter 值恢复连续为止。

A.1.3 Message ID

在 CRC8 算法中，Message ID( 在 ID 前用 ‘0’ 填充)的 2 个字节(16bits)都会包含在 CRC计算中。在计算时，将 Data ID 加入在需保护数据之前。

A.1.4 CRC

在 CRC8 算法中，CRC 计算使用了 SAE J1850，生成多项式为 0x1D(x8+x4+x3+x2+1) ，但初始值和 XOR 值均替换为 0x00。*(Autosar E2E profile 1 规定采用CRC-8-SAE J1850 ，对应多项式 [公式] ，即100011101，通常写为0x1D,注意这里不是0x11D，最高位为1省去了。)*
在 CRC 计算时，计算示例见图 1
a）首先计算 Message ID 的两个字节，先 高字节 后 低字节 ；
b）其次计算在总线上发送的需要保护的信号/信号组(不包含 CRC 字段)

A.1.5 CRC8 算法示例

a）报文 ID(Msg ID)：0x345
b）需保护的数据(Protected Data)：0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77
c）CRC8_Checksum = CRC8(0x03 0x45 0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77)
d）CRC8_checksum = 0x15 

A.1.6 CRC8 算法推荐

/*定义 CRC8(计算规则 0x1D)的查表的表格*/
const uint8_t crc_table[256] ={
 0x00, 0x1D, 0x3A, 0x27, 0x74, 0x69, 0x4E, 0x53,
 0xE8, 0xF5, 0xD2, 0xCF, 0x9C, 0x81, 0xA6, 0xBB,
 0xCD, 0xD0, 0xF7, 0xEA, 0xB9, 0xA4, 0x83, 0x9E,
 0x25, 0x38, 0x1F, 0x02, 0x51, 0x4C, 0x6B, 0x76,
 0x87, 0x9A, 0xBD, 0xA0, 0xF3, 0xEE, 0xC9, 0xD4,
 0x6F, 0x72, 0x55, 0x48, 0x1B, 0x06, 0x21, 0x3C,
 0x4A, 0x57, 0x70, 0x6D, 0x3E, 0x23, 0x04, 0x19,
 0xA2, 0xBF, 0x98, 0x85, 0xD6, 0xCB, 0xEC, 0xF1,
 0x13, 0x0E, 0x29, 0x34, 0x67, 0x7A, 0x5D, 0x40,
 0xFB, 0xE6, 0xC1, 0xDC, 0x8F, 0x92, 0xB5, 0xA8,
 0xDE, 0xC3, 0xE4, 0xF9, 0xAA, 0xB7, 0x90, 0x8D,
 0x36, 0x2B, 0x0C, 0x11, 0x42, 0x5F, 0x78, 0x65,
 0x94, 0x89, 0xAE, 0xB3, 0xE0, 0xFD, 0xDA, 0xC7,
 0x7C, 0x61, 0x46, 0x5B, 0x08, 0x15, 0x32, 0x2F,
 0x59, 0x44, 0x63, 0x7E, 0x2D, 0x30, 0x17, 0x0A,
 0xB1, 0xAC, 0x8B, 0x96, 0xC5, 0xD8, 0xFF, 0xE2,
 0x26, 0x3B, 0x1C, 0x01, 0x52, 0x4F, 0x68, 0x75,
 0xCE, 0xD3, 0xF4, 0xE9, 0xBA, 0xA7, 0x80, 0x9D,
 0xEB, 0xF6, 0xD1, 0xCC, 0x9F, 0x82, 0xA5, 0xB8,
 0x03, 0x1E, 0x39, 0x24, 0x77, 0x6A, 0x4D, 0x50,
 0xA1, 0xBC, 0x9B, 0x86, 0xD5, 0xC8, 0xEF, 0xF2,
 0x49, 0x54, 0x73, 0x6E, 0x3D, 0x20, 0x07, 0x1A,
 0x6C, 0x71, 0x56, 0x4B, 0x18, 0x05, 0x22, 0x3F,
 0x84, 0x99, 0xBE, 0xA3, 0xF0, 0xED, 0xCA, 0xD7,
 0x35, 0x28, 0x0F, 0x12, 0x41, 0x5C, 0x7B, 0x66,
 0xDD, 0xC0, 0xE7, 0xFA, 0xA9, 0xB4, 0x93, 0x8E,
 0xF8, 0xE5, 0xC2, 0xDF, 0x8C, 0x91, 0xB6, 0xAB,
 0x10, 0x0D, 0x2A, 0x37, 0x64, 0x79, 0x5E, 0x43,
 0xB2, 0xAF, 0x88, 0x95, 0xC6, 0xDB, 0xFC, 0xE1,
 0x5A, 0x47, 0x60, 0x7D, 0x2E, 0x33, 0x14, 0x09,
 0x7F, 0x62, 0x45, 0x58, 0x0B, 0x16, 0x31, 0x2C,
 0x97, 0x8A, 0xAD, 0xB0, 0xE3, 0xFE, 0xD9, 0xC4
};
4
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
* * crc_table[256]表中参数是{0...255}中每个元素与OX1D异或的结果******
* * CRC8 校验子程序 0x1D(x8+x4+x3+x2+1) * * * * * * * * * * * *
* * 参数 1，uint8_t *data：需要计算的数据 * * * * * * * * * * *
* * 参数 1，uint16_t len：需要计算的数据字节长度 * * * * * * * *
* * 返回值，uint8_t crc8：计算出的 CRC 值 * * * * * * * * * * *
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
uint8_t crc_8find(uint8_t *data, uint16_t len)
{
 uint8_t crc8 = 0x00;
 while( len-- ) {
 crc8 = crc_table[crc8 ^ *data];
 data++;
 }
 return crc8;
}

附手写计算图片:

A.1.7 CRC8 算法示例实操

下边是C代码实现部分，可以看出每计算一个byte移位8次，如果考虑运行速度的话可以提前计算出0x00-0xFF每一个数据对应的CRC先放好，然后再查表，这就是上面推荐的CRC方法（查表法）。
下面我们用异或的方式计算：

unsigned char myCRC8(unsigned char pData[], int len)
{
    unsigned char u8Crc;	
    int i;
    int j;	
    u8Crc = 0;//一个字节均为0
    for(i=0; i<len; i++)//字节循环
    {  
	u8Crc ^= pData[i];//与0异或是自己本身，取得第一个字节
	for(j=0;j<8;j++)//计算循环
        {
		if(u8Crc & 0x80)//判断高位是否为1
		{
			u8Crc <<= 1;//对齐与0x11D,低位补0
			u8Crc ^= 0x1D; //Autosar profile 1.原为0X11D舍弃了高位1
		}
		else
		{
			u8Crc <<= 1;//左移一位
		}
	}
    }
	u8Crc ^= 0;//与0异或是自己本身
	return u8Crc;//传回CRC
}
int main()
{
    unsigned char Crc;
    unsigned char data[9] = {0x03 0x45 0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77};      
    Crc = myCRC8(data,9);//传入参数到函数  
    printf("Crc=0x%x---%d",Crc,Crc);
    return 0;
}

验证计算是否正确可以在网站上搜索CRC在线计算：

A.1.8 CAN有关小知识

缩写	全称
LSB	least significant byte
MSB	most significant byte
lsb	least significant bit
msb	most significant bit

CAN报文数据域传输顺序：
字节顺序：先传Byte0(LSB)，最后传Byte7(MSB)；
字节内位序：先传bit7(lsb)，最后传bit0(msb)；

当信号在一个字节内实现（信号不跨字节）时，Intel模式和Motorola模式的信号字节顺序，完全一样：
信号的高位（MSB）放在该字节的高位，信号的低位（LSB）放在该字节的低位。

当信号在多个字节内实现（信号跨字节）时，Intel模式和Motorola模式的信号字节顺序，明显不同：
Intel模式：信号的高位（MSB）放在高字节的高位，信号的低位（LSB）放在低字节的低位；

Motorola模式：信号的高位（MSB）放在低字节的高位，信号的低位（LSB）放在高字节的低位。

俗称：小端模式“高在后，低在前”；大端模式“高在前，低在后”。不管Intel模式，还是Motorola模式，起始位都该信号的低位（lsb）。
高八位、低八位

高八位：1010 1100 
G=(AC47>>8)&0XFF
低八位：0100 0111
D=AC47&0XFF

高四位、低四位

高四位：1101
G=D4&0XF0
低四位：0100
D=D4&0X0F

A.1.9 附加小知识

两个数组合并一个数组输出

#include 

int main()
{
int i;
int j=0;
unsigned char A[7] = {0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0X66,0x77};
int p;
p=0x345;
unsigned char C[9];
C[0] = ((p>> 8) & 0xFF);
C[1]= (p & 0xFF); 
	//
	for(i=0;i<7;i++)
    {
		C[j+2]=A[i];
        j++;
    }
	//C[j]='\0'; 
for(i=0;i<9;i++)
{printf("C=%x",C[i]);
printf("\n");}
   
return 0;
}