CRC校验的算法

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阿瑟00CA3
2016-05-10 · TA获得超过174个赞
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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),得到一个数,如果这个余数为0,则说明传输中无错误发生,否则说明传输有误。
举例来说,设信息编码为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 G(x)= x3+x+1 即 R(x)=x。注意到G(x)最高幂次r=3,得出CRC为010。
如果用竖式除法(计算机的模二,计算过程为
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
如果传输无误,
T(x)= (x6+x5+x)/G(x) = , G(x)= 无余式。回头看一下上面的竖式除法,如果被除数是1100010,显然在商第三个1时,就能除尽。
上述推算过程,有助于我们理解CRC的概念。但直接编程来实现上面的算法,不仅繁琐,效率也不高。实际上在工程中不会直接这样去计算和验证CRC。
下表中列出了一些见于标准的CRC资料:
名称 生成多项式 简记式* 应用举例
CRC-4 x4+x+1 3 ITU G.704
CRC-8 x8+x5+x4+1 31 DS18B20
CRC-12 x12+x11+x3+x2+x+1 80F
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,ZigBee
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
* 生成多项式的最高幂次项系数是固定的1,故在简记式中,将最高的1统一去掉了,如04C11DB7实际上是104C11DB7。 ** 前称CRC-CCITT。ITU的前身是CCITT。
备注:
(1)生成多项式是标准规定的
(2)CRC校验码是基于将位串看作是系数为0或1的多项式,一个k位的数据流可以看作是关于x的从k-1阶到0阶的k-1次多项式的系数序列。采用此编码,发送方和接收方必须事先商定一个生成多项式G(x),其高位和低位必须是1。要计算m位的帧M(x)的校验和,基本思想是将校验和加在帧的末尾,使这个带校验和的帧的多项式能被G(x)除尽。当接收方收到加有校验和的帧时,用G(x)去除它,如果有余数,则CRC校验错误,只有没有余数的校验才是正确的。

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