40位以內任意長度的CRC計算及校驗的實現(xiàn)
1 引言
循環(huán)冗余校驗碼,簡稱crc碼,是常用的檢測錯誤碼,它在數(shù)據(jù)通信中得到了非常廣泛的應用。不同crc碼的生成多項式各不相同,crc碼的比特數(shù)也不同,且在有的通信協(xié)議中要求將余數(shù)寄存器先初始化為全0,另外的則須初始化為全1。因此,在程序設計時必須充分利用crc碼的共性及所用dsp的指令特點。
2 用tms320c5000實現(xiàn)不同crc計算的設計思想
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/21134.htmcrc碼的計算及校驗都用到模2的多項式除法,而多項式除法可以采用帶反饋的移位寄存器來實現(xiàn),因此,用dsp來實現(xiàn)crc計算的關鍵是通過dsp來模擬一個移位寄存器(也就是模擬手寫多項式除法)??紤]到tms320c5000系列dsp的累加器a和b均為40位,因此,可以用一個40位累加器a作為移位寄存器,若crc碼不夠40位(設為k位),則僅用到a的最高k位,無用位用0填充。在編碼中涉及到碼的移位和異或操作,這可以通過c5000的safa(算術移位)和xor(異或)兩條指令來實現(xiàn)。c5000還提供了特殊指令bitt和xc,前者利用寄存器t,取出一個16位數(shù)據(jù)中的第(15-t)位,并送入tc(tc是特殊寄存器中的一位);后者是條件執(zhí)行語句,它先判斷所列條件是否滿足,再決定是否執(zhí)行其后的2條單周期指令或1條雙周期指令。
步驟如下:
(1)先將crc移位寄存器(即余數(shù)寄存器)a的每一位有效位均初始化為全0或全1(與協(xié)議有關),而無用位清0;
(2)將crc移位寄存器中的值左移一位,判斷移出的第一位與輸入序列的最高位異或之后是否為1;
(3)若是1,則將a與生成多項式進行異或再跳到步驟2處理下一位,否則,直接跳到步驟2繼續(xù)處理下一位。在手寫多項式除法的過程中我們可以發(fā)現(xiàn),生成多項式即除式一共為k+1位,而余數(shù)寄存器a里僅有k位有效位,這可視為余數(shù)寄存器的k+1位永遠為0,因此在實際異或運算時,生成多項式的最高位即k+1位不必參與運算。流程圖如圖1所示。
重復(2)、(3)兩步,直到輸入信息位全部處理完為止,則a的最高k位為進行多項式除后所得的余數(shù),若余數(shù)寄存器先初始化為全0,則此時a的最高k位就是crc校驗碼,若余數(shù)寄存器先初始化為全1,則須將a取反后最高k位才是crc碼。
3 程序設計思路及設計實例
為了實現(xiàn)上述設計思想,可在程序中用指針ar2指向輸入信息(一個字表示16比特),用ar3指向輸入信息字的某一位,用ar4表示夠一個字的個數(shù)(單位為字),ar5表示不夠一個字的比特數(shù),即,若參加計算的信息比特數(shù)為161,則ar4=10,ar5=1。
為了依次取出一個字中的bit15、bit14、...bit0等16位信息位,在程序中用到了一個全局變量bitpos,共占16個字,并將這16個地址的內容依次賦值為0,1,2,......15,而在程序中這些值不能被改變。為了實現(xiàn)循環(huán)長度為16的循環(huán)尋址,bitpos的地址必須為32字的整數(shù)倍,在匯編語言中用下面的語句實現(xiàn):
;若b=1,則將余數(shù)寄存器與生成多項式相異或(即模2減)
crc碼的校驗過程與crc計算相似,只是參與crc計算的位須包括信息位及crc碼,若最后余數(shù)寄存器的值為全0(當余數(shù)寄存器初始化全0時)或某一特定值(當余數(shù)寄存器初始化全1時,與crc碼的生成多項式有關),則表示接收正確,否則表示發(fā)生錯誤。
4 結束語
通過反復測試,證明了上述40位以內的crc碼計算及校驗的設計思想正確,能正確實現(xiàn)crc-3、crc-12、crc-16、crc-24、crc-32等任意40位以內的crc計算及校驗。所附程序具有應用簡單、指令精簡、運算速度快等優(yōu)點。該設計思路也可以很方便地在其它dsp或單片機及pc機中實現(xiàn)。
評論