1.CRC即循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check):是数据通信领域中最常用的一种差错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。
2.循环冗余校验码(CRC)的基本原理是:
在K位信息码后再拼接R位的校验码,整个编码长度为N位,因此,这种编码也叫(N,K)码。对于一个给定的(N,K)码,可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K位信息的校验码,而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。 校验码的具体生成过程为:假设发送信息用信息多项式C(X)表示,将C(x)左移R位,则可表示成C(x)*2^R,这样C(x)的右边就会空出R位,这就是校验码的位置。通过C(x)*2的R次方除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码。
3.多项式和二进制码之间的关系
多项式和二进制数有直接对应关系:x的最高幂次对应二进制数的最高位,以下各位对应多项式的各幂次,有此幂次项对应1,无此幂次项对应0。可以看出:x的最高幂次为R,转换成对应的二进制数有R+1位。CRC校验码位数 = R
多项式包括生成多项式G(x)和信息多项式C(x)。
如生成多项式为G(x)=x^4+x^3+x+1, 可转换为二进制数码11011。
而发送信息位 1111,可转换为数据多项式为C(x)=x^3+x^2+x+1。
4.生成步骤
1、将x的最高次幂为R的生成多项式G(x)转换成对应的R+1位二进制数。
2、将信息码左移R位,相当于对应的信息多项式C(x)*x的R次方。
3、用生成多项式(二进制数)对信息码做除,得到R位的余数。
4、将余数拼到信息码左移后空出的位置,得到完整的CRC码。
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
x^4*m(x)=x10+x8+x7+x4 对应的代码记为:10110010000;(对信息段代码1011001左移4(R位)位,以0补齐)
采用多项式除法: 得余数为: 1010 (即校验字段为:1010)
得到完整的CRC码:10110011010
除法具体操作实现:
10110010000
^11001 ------->左端对齐进行异或操作(高位对齐)
-----------------------
1111010000
然后再次用11001与上面得到的结果进行异或操作(高位对齐)
1111010000
^11001
------------------------------
0011110000 ------->去0 ----->11110000
再次异或
11110000
^11001
----------------------
------->去0 ----->111000
再次异或
111000
^11001
------------------------
------->去0 ----->1010
得到4位的余数即校验码1010,然后与信息字段码连一起构成完整的CRC码。