PLC里計算?PC程序計算,可以是查表法或計算
生成CRC碼的基本原理:任意一個由二進制位串組成的代碼都可以和一個系數僅為‘0’和‘1’取值的多項式一一對應。例如:代碼1010111對應的多項式為x6+x4+x2+x+1,而多項式為x5+x3+x2+x+1對應的代碼101111。 CRC碼集選擇的原則:若設碼字長度為N,信息字段為K位,校驗字段為R位(N=K+R),則對于CRC碼集中的任一碼字,存在且僅存在一個R次多項式g(x),使得 V(x)=A(x)g(x)=xRm(x)+r(x); 其中: m(x)為K-R次信息多項式, r(x)為R-1次校驗多項式, g(x)稱為生成多項式: g(x)=g0+g1x1+ g2x2+...+g(R-1)x(R-1)+gRxR 發送方通過指定的g(x)產生CRC碼字,接收方則通過該g(x)來驗證收到的CRC碼字。 CRC校驗碼軟件生成方法: 借助于多項式除法,其余數為校驗字段。 例如:信息字段代碼為: 1011001;對應m(x)=x6+x4+x3+1 假設生成多項式為:g(x)=x4+x3+1;則對應g(x)的代碼為: 11001 x4m(x)=x10+x8+x7+x4 對應的代碼記為:10110010000; 采用多項式除法: 得余數為: 1010 (即校驗字段為:1010) 發送方:發出的傳輸字段為: 1 0 1 1 0 0 1 1010 信息字段 校驗字段 接收方:使用相同的生成碼進行校驗:接收到的字段/生成碼(二進制除法) 如果能夠除盡,則正確, 給出余數(1010)的計算步驟: 除法沒有數學上的含義,而是采用計算機的模二除法,即,除數和被除數做異或運算。進行異或運算時除數和被除數最高位對齊,按位異或。 1011001 0000 -11001 -------------------------- =01111010000 1111010000 -11001 ------------------------- =0011110000 11110000 -11001 -------------------------- =00111000 111000 - 11001 ------------------- = 001010 利用CRC進行檢錯的過程可簡單描述為:在發送端根據要傳送的k位二進制碼序列,以一定的規則產生一個校驗用的r位監督碼(CRC碼),附在原始信息后邊,構成一個新的二進制碼序列數共k+r位,然后發送出去。在接收端,根據信息碼和CRC碼之間所遵循的規則進行檢驗,以確定傳送中是否出錯。這個規則,在差錯控制理論中稱為“生成多項式”。
編輯本段代數學的一般性算法
在代數編碼理論中,將一個碼組表示為一個多項式,碼組中各碼元當作多項式的系數。例如 1100101 表示為1·x6+1·x5+0·x4+0·x3+1·x2+0·x+1,即 x6+x5+x2+1。 設編碼前的原始信息多項式為P(x),P(x)的最高冪次加1等于k;生成多項式為G(x),G(x)的最高冪次等于r;CRC多項式為R(x);編碼后的帶CRC的信息多項式為T(x)。 發送方編碼方法:將P(x)乘以xr(即對應的二進制碼序列左移r位),再除以G(x),所得余式即為R(x)。用公式表示為T(x)=xrP(x)+R(x) 接收方解碼方法:將T(x)除以G(x),如果余數為0,則說明傳輸中無錯誤發生,否則說明傳輸有誤。 舉例來說,設信息碼為1100,生成多項式為1011,即P(x)=x3+x2,G(x)=x3+x+1,計算CRC的過程為 xrP(x) x3(x3+x2) x6+x5 x -------- = ---------- = -------- = (x3+x2+x) + -------- G(x) x3+x+1 x3+x+1 x3+x+1 即 R(x)=x。注意到G(x)最高冪次r=3,得出CRC為010。 如果用豎式除法,計算過程為 1110 ------- 1011 /1100000 (1100左移3位) 1011 ---- 1110 1011 ----- 1010 1011 ----- 0010 0000 ---- 010 因此,T(x)=(x6+x5)+(x)=x6+x5+x, 即 1100000+010=1100010 如果傳輸無誤, T(x) x6+x5+x ------ = --------- = x3+x2+x, G(x) x3+x+1 無余式。回頭看一下上面的豎式除法,如果被除數是1100010,顯然在商第三個1時,就能除盡。 上述推算過程,有助于我們理解CRC的概念。但直接編程來實現上面的算法,不僅繁瑣,效率也不高。實際上在工程中不會直接這樣去計算和驗證CRC。 下表中列出了一些見于標準的CRC資料: 名稱 生成多項式 簡記式* 應用舉例
CRC-4 x4+x+1 3 ITU G.704
CRC-12 x12+x11+x3+x+1
CRC-16 x16+x15+x2+1 8005 IBM SDLC
CRC-ITU** 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
* 生成多項式的最高冪次項系數是固定的1,故在簡記式中,將最高的1統一去掉了,如04C11DB7實際上是104C11DB7。 ** 前稱CRC-CCITT。ITU的前身是CCITT。 備注:(1)生成多項式是標準規定的 (2)CRC校驗碼是基于將位串看作是系數為0或1的多項式,一個k位的數據流可以看作是關于x的從k-1階到0階的k-1次多項式的系數序列。采用此編碼,發送方和接收方必須事先商定一個生成多項式G(x),其高位和低位必須是1。要計算m位的幀M(x)的校驗和,基本思想是將校驗和加在幀的末尾,使這個帶校驗和的幀的多項式能被G(x)除盡。當接收方收到加有校驗和的幀時,用G(x)去除它,如果有余數,則CRC校驗錯誤,只有沒有余數的校驗才是正確的。 (3) 名稱 生成多項式 簡記式* 標準引用 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