CRC工作原理及算法研究

CRC检验

　　CRC校验实用程序库 在数据存储和数据通讯领域，为了保证数据的正确，就不得不采用检错的手段。在诸多检错手段中，CRC是最著名的一种。CRC的全称是循环冗余校验，其特点是:检错能力极强，开销小，易于用编码器及检测电路实现。从其检错能力来看，它所不能发现的错误的几率仅为0.0047%以下。从性能上和开销上考虑，均远远优于奇偶校验及算术和校验等方式。因而，在数据存储和数据通讯领域，CRC无处不在：著名的通讯协议X.25的FCS(帧检错序列)采用的是CRC-CCITT，WinRAR

　　、NERO、ARJ、LHA等压缩工具软件采用的是CRC32，磁盘驱动器的读写采用了CRC16，通用的图像存储格式GIF、TIFF等也都用CRC作为检错手段。

　　CRC的本质是模-2除法的余数，采用的除数不同，CRC的类型也就不一样。通常，CRC的除数用生成多项式来表示。最常用的CRC码的生成多项式如表1所示。

　　@@10A08800.GIF;表1.最常用的CRC码及生成多项式@@

　　由于CRC在通讯和数据处理软件中经常采用，笔者在实际工作中对其算法进行了研究和比较，总结并编写了一个具有最高效率的CRC通用程序库。该程序采用查表法计算CRC，在速度上优于一般的直接模仿硬件的算法，可以应用于通讯和数据压缩程序。

　　算法

　　通常的CRC算法在计算一个数据段的CRC值时，其CRC值是由求解每个数值的CRC值的和对CRC寄存器的值反复更新而得到的。这样，求解CRC的速度较慢。通过对CRC算法的研究，我们发现:一个8位数据加到16位累加器中去，只有累加器的高8位或低8位与数据相作用，其结果仅有256种可能的组合值。因而，我们可以用查表法来代替反复的运算，这也同样适用于CRC32的计算。本文所提供的程序库中，函数crchware是一般的16位CRC的算法;mk-crctbl用以在内存中建立一个CRC数值表;crcupdate用以查表并更新CRC累加器的值;crcrevhware和crcrevupdate是反序算法的两个函数;BuildCRCTable、CalculateBlockCRC32和UpdateCharac

　　terCRC32用于CRC32的计算。

　　/* CRC.C——CRC程序库 */

　　#define CRCCCITT 0x1021

　　#define CCITT-REV 0x8408

　　#define CRC16 0x8005

　　#define CRC16-REV 0xA001

　　#define CRC32-POLYNOMIAL 0xEDB88320L

　　/* 以上为CRC除数的定义 */

　　#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])

　　/* 以上两个宏可以代替函数crcupdate和crcrevupdate */

　　#include #include #include /* 函数crchware是传统的CRC算法，其返回值即CRC值 */ unsigned short crchware(data,genpoly,accum)

　　unsigned short data;/* 输入的数据 */

　　unsigned short genpoly;/* CRC除数 */

　　unsigned short accum;/* CRC累加器值 */

　　{

　　static int i;

　　data=8;

　　for(i=8;i>0;i--)

　　{

　　if((data^accum)0x8000)

　　accum=(accum1)^genpoly;

　　else

　　accum=1;

　　data=1;

　　}