CRC算法及工作原理
發布時間：2010-11-5 19:17
發布者：techshare
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CRC檢驗 CRC校驗實用程序庫 在數據存儲和數據通訊領域，為了保證數據的正確，就不得不采用檢錯的手段。在諸多檢錯手段中，CRC是最著名的一種。CRC的全稱是循環冗余校驗，其特點是:檢錯能力極強，開銷小，易于用編碼器及檢測電路實現。從其檢錯能力來看，它所不能發現的錯誤的幾率僅為0.0047%以下。從性能上和開銷上考慮，均遠遠優于奇偶校驗及算術和校驗等方式。因而，在數據存儲和數據通訊領域，CRC無處不在：著名的通訊協議X.25的FCS(幀檢錯序列)采用的是CRC- CCITT，WinRAR、NERO、ARJ、LHA等壓縮工具軟件采用的是CRC32，磁盤驅動器的讀寫采用了CRC16，通用的圖像存儲格式GIF、TIFF等也都用CRC作為檢錯手段。 CRC的本質是模-2除法的余數，采用的除數不同，CRC的類型也就不一樣。通常，CRC的除數用生成多項式來表示。最常用的CRC碼的生成多項式如表1所示。 @@10A08800.GIF;表1.最常用的CRC碼及生成多項式@@ 由于CRC在通訊和數據處理軟件中經常采用，筆者在實際工作中對其算法進行了研究和比較，總結并編寫了一個具有最高效率的CRC通用程序庫。該程序采用查表法計算CRC，在速度上優于一般的直接模仿硬件的算法，可以應用于通訊和數據壓縮程序。 算法 通常的CRC算法在計算一個數據段的CRC值時，其CRC值是由求解每個數值的CRC值的和對CRC寄存器的值反復更新而得到的。這樣，求解 CRC的速度較慢。通過對CRC算法的研究，我們發現:一個8位數據加到16位累加器中去，只有累加器的高8位或低8位與數據相作用，其結果僅有256種可能的組合值。因而，我們可以用查表法來代替反復的運算，這也同樣適用于CRC32的計算。本文所提供的程序庫中，函數crchware是一般的16位 CRC的算法;mk-crctbl用以在內存中建立一個CRC數值表;crcupdate用以查表并更新CRC累加器的值;crcrevhware和 crcrevupdate是反序算法的兩個函數;BuildCRCTable、CalculateBlockCRC32和UpdateCharacterCRC32用于CRC32的計算。 /* CRC.C——CRC程序庫 */ #define CRCCCITT 0x1021 #define CCITT-REV 0x8408 #define CRC16 0x8005 #define CRC16-REV 0xA001 #define CRC32-POLYNOMIAL 0xEDB88320L /* 以上為CRC除數的定義 */ #define NIL 0 #define crcupdate(d,a,t)*(a)=(*(a)＜＜8)^(t)[(*(a)＞＞8)^(d)]; #define crcupdate16(d,a,t)*(a)=(*(a)＞＞8^(t)[(*(a)^(d))&0x00ff]) /* 以上兩個宏可以代替函數crcupdate和crcrevupdate */ #include #include #include /* 函數crchware是傳統的CRC算法，其返回值即CRC值 */ unsigned short crchware(data,genpoly,accum) unsigned short data;/* 輸入的數據 */ unsigned short genpoly;/* CRC除數 */ unsigned short accum;/* CRC累加器值 */ { static int i; data＜＜=8; for(i=8;i＞0;i--) { if((data^accum)&0x8000) accum=(accum＜＜1)^genpoly; else accum＜＜=1; data＜＜=1; } return (accum); } /* 函數mk-crctbl利用函數crchware建立內存中的CRC數值表 */ unsigned short *mk-crctbl(poly,crcfn); unsigned short poly;/* CRC除數--CRC生成多項式 */ R＞unsigned short (*crcfn)();/* 指向CRC函數(例如crchware)的指針 */ { /* unsigned short */malloc(); */ unsigned short *crctp; int i; if((crctp=(unsigned short*)malloc(256*sizeof(unsigned)))==0) return 0; for(i=0;i＜256;i++) crctp=(*crcfn)(i,poly,0); return crctp; } /* 函數mk-crctbl的使用范例 */ if((crctblp=mk-crctbl(CRCCCITT,crchware))==NIL) { puts("insuff memory for CRC lookup table.n"); return 1; */ /* 函數crcupdate用以用查表法計算CRC值并更新CRC累加器值 */ void crcupdate(data,accum,crctab) unsigned short data;/* 輸入的數據 */ unsigned short *accum;/* 指向CRC累加器的指針 */ unsigned short *crctab;/* 指向內存中CRC表的指針 */ { static short comb-val; comb-val=(*accum＞＞8)^data; *accum=(*accum＜＜8)^crctab[comb-val]; } /* 函數crcrevhware是傳統的CRC算法的反序算法，其返回值即CRC值 */ unsigned short crcrevhware(data,genpoly,accum) unsigned short data; unsigned short genpoly; unsigned short accum; { static int i; data＜＜=1; for(i=8;i＞0;i--) { data＞＞=1; if((data^accum)&0x0001) accum=(accum＞＞1)^genpoly; else accum＞＞=1; } return accum; } /* 函數crcrevupdate用以用反序查表法計算CRC值并更新CRC累加器值 */ void crcrevupdate(data,accum,crcrevtab) unsigned short data; unsigned short *accum; CRC檢驗方法的工作原理 循環冗余碼CRC在發送端編碼和接收端校驗時，都可以利用事先約定的生成多項式G(X)來得到，k位要發送的信息位可對應一個(k-1)次多項式K(X)，r位冗余位對應于一個(r-1)次多項式R(X)，由k位信息位后面加上r位冗余位組成的n=k+r的碼字則對應于一個(n-1)次多項式 T(X)X×K(X)+R(X)。也即在發送端產生一個循環冗余碼，附加在信息位后面一起發送到接收端。接收端的檢驗過程就是將接收到的碼字多項式除以 G(X)，若余式為零則認為傳輸無差錯;若余式不為零則傳輸有差錯。 CRC - Crazy Roller Crew CRC英文全稱是Crazy Roller Crew，是瘋狂輪滑陣線(CRF)核心成員團體。 CRC是瘋狂輪滑陣線組織力量和輪滑技術的核心，服務于瘋狂輪滑陣線的技術團隊，由陣線會員組成。但絕非純技術團隊，親和力及溝通能力作為基本條件存在。榮譽承擔瘋狂輪滑陣線的各種對外技術交流活動。 |
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