CRC校验

         这段时间做项目涉及到串口通信的一些东西,串口返回的数据需要进行crc的效验,这块东西原来软考的时候学过.但也只是停留在了解的层面上.完全没有真正的用过,这次要真刀真枪的干了,脑子里是一片空白,就在网上查了点资料.下面是我整理的一些资料,以及自己的一些理解.

 

一、什么是crc校验

 

        首先,照顾一下不了解的朋友,普及一下什么是crc校验:

        随着计算机技术的不断发展，在现代工业中，利用微机进行数据通讯的工业控制应用得也越来越广泛。由于传输距离、现场状况等诸多可能出现的因素影响，计算机与受控设备之间的通讯数据常会发生无法预测的错误。为了防止错误所带来的影响，一般在通讯时采取数据校验的办法，而循环冗余码校验是最常用的校验方法之一。在实际使用的各种现场总线协议中，数据帧的校验一般都采用这种检验方式。

        简单的说就是一种屏蔽数据在传输过程中出错的方法.

 

二、crc的原理：

 

        这块内容也就是书上介绍最多的东西，也是最重要的东西。 crc校验采用多项式编码方法。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。

        把被处理的数据块可以看作是一个n阶的二进制多项式。采用crc校验时，发送方和接收方用同一个生成多项式g（x）,并且g（x）的首位和最后一位的系数必须为1（这是规定，没有原因）。crc的处理方法是：发送方以t（x）去除g（x），得到余数作为CRC校验码加在t（x）后。接受方校验时，同样以接收到的数据除以g（x），以计算的校正结果是否为0为据，判断数据帧是否出错

利用生成多项式位k个数据位产出r个校验位来进行编码，其编码长度位k+r，crc的代码格式位：

         由此可知，循环冗余校验码是由两部分组成的，左边为信息码（数据）右边为校验码。若信息码占K位，则校验码占n-k位。其中，n为crc码的字长，所以又称为（n，k）码校验位是由信息码产生的，校验码位越长，该代码的校验能力越强。

        上面说的有点太专业了。说白了就是两个人要传送一个数字，两人事先说好了。发送来的数据能整除一个数g，这样发送发发送的时候为了保证这个数能整除k需要加上某个数r，接收方接到数据以后需要验证数据是否能整除这个数g，如果不能一定是在传送过程中出现了错误。

三、crc的算法实现：

    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，对应的二进制多项式为xrt(x)。

1. 用生成多项式去除 g（x），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。

1. 用 以模2的方式加上y（x），得到二进制多项式 。就是包含了CRC校验码的待发送字符串。

 

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。

四、总结：

          对一个新事物的学习，往往是要进过反复的学习。我们需要做的就只是积累，积极，总结提高！！！