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工業(yè)通信中的檢錯碼技術(shù)

作者: 時間:2018-08-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

0 引言

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201808/387286.htm

等工業(yè)現(xiàn)場,在傳輸數(shù)據(jù)的過程中,往往由于噪聲或瞬時中斷等干擾,使接收到的信息出現(xiàn)錯誤。如果信息傳輸出現(xiàn)錯誤而不被發(fā)現(xiàn),會引起災(zāi)難性的后果,可以采取檢錯碼的辦法來發(fā)現(xiàn)這一錯誤。常用的檢錯碼有兩類:奇偶校驗(yàn)碼與循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC,cyclic redundancy code)。奇偶校驗(yàn)方法簡單,感興趣的讀者可以查閱相關(guān)資料,本文要討論的是CRC檢錯碼。

1 CRC檢錯碼簡要介紹

檢錯碼方法是將要發(fā)送的數(shù)據(jù)比特序列當(dāng)作一個多項(xiàng)式f(x)的系數(shù),再用收發(fā)雙方預(yù)先約定的生成多項(xiàng)式G(x)去除,求得一個余數(shù)多項(xiàng)式,將余數(shù)多項(xiàng)式加到數(shù)據(jù)多項(xiàng)式之后發(fā)送到接收端。接收端用同樣的生成多項(xiàng)式G(x)去除接收數(shù)據(jù)多項(xiàng)式f '(x),得到計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式。如果計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式與接收余數(shù)多項(xiàng)式相同,則表示傳輸無差錯;反之,表示傳輸有差錯,請發(fā)送方重發(fā)數(shù)據(jù),直到正確為止。其工作原理如圖1 所示。

CRC生成多項(xiàng)式G(x)由協(xié)議規(guī)定,目前已有多種生成多項(xiàng)式列入國際標(biāo)準(zhǔn)中。在我國及美國,工業(yè)通訊中常使用CRC-16。

實(shí)際CRC校驗(yàn)生成采用減法不借位,加法不進(jìn)位的算法,在計(jì)算時采用異或操作。

2 CRC 檢錯碼的算法設(shè)計(jì)

計(jì)算CRC 檢錯碼時常采用按位計(jì)算CRC 碼或按字節(jié)計(jì)算CRC 碼。按位計(jì)算法算法簡單,速度慢;按字節(jié)計(jì)算時須先計(jì)算CRC 碼表,并將此表存入存儲器中,計(jì)算CRC 碼時通過查表法逐步計(jì)算,此法具有算法復(fù)雜,計(jì)算速度快,占用存儲器資源的特點(diǎn)。

2.1 按位計(jì)算CRC

2.2 按字節(jié)計(jì)算CRC碼

生成多項(xiàng)式,所得余式即為所求CRC 碼。通過觀察式(10)可知,求本字節(jié)后的CRC 碼等于上一字節(jié)的余式CRC 碼左移8 位再加上本字節(jié)所求得CRC 碼。如果把8 位二進(jìn)制序列數(shù)據(jù)的全部CRC碼計(jì)算出來,預(yù)先放在一個表里,然后通過查表計(jì)算CRC碼,就可以大大提高計(jì)算速度。

2.3 編程實(shí)現(xiàn)

對于CRC 校驗(yàn)程序,沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),也很難說誰好誰壞。工程師可以根據(jù)實(shí)際情況決定是按位計(jì)算還是按字節(jié)計(jì)算CRC 碼,及采用何種編程語言編寫CRC校驗(yàn)程序。本文僅給出按字節(jié)計(jì)算時用C 語言編寫的程序。另需說明的是,在

下面的程序中采用查表法計(jì)算CRC 碼,沒有給出CRC 碼表,感興趣的讀者可以查閱相關(guān)資料。

3 結(jié)語

CRC檢錯碼的檢錯能力很強(qiáng),它除了能檢查出離散錯誤外,還能檢查出突發(fā)錯;能以

的概率檢查出(k+1)位的突發(fā)錯,即能以99.997%的概率檢查出17 位的突發(fā)錯,漏檢概率為0.003%。因此,它是目前工業(yè)現(xiàn)場總線通訊中常用

的一種檢錯碼方法。



關(guān)鍵詞: 變頻器 通信

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