一,、CRC原理。
CRC校驗的原理非常簡單,,如下圖所示,。
其中,生成多項式是利用抽象代數(shù)的一些規(guī)則推導(dǎo)出來的,,而模2加(也就是異或),,是對應(yīng)于有限域的除法。
二,、CRC算法,。
那么在FPGA當(dāng)中,也有好幾種算法,。
1,、比特型算法。
這種算法,,跟手算的差不多,,一個時鐘周期處理一個bit,,速度慢,但消耗的面積小,。
可能你會有疑問,,本來是第15位(對應(yīng)于x^15),再移位就是第16位,,怎樣把第16位轉(zhuǎn)化成低于16位的數(shù),?
利用生成多項式就可以了,crc16 :1+x^2+x^15+x^16,,類似于小學(xué)數(shù)學(xué)的約分,。
下圖為關(guān)鍵的代碼。
2,、字節(jié)型算法,。
原理是把上面比特型的算法展開,一次性把8個bit的情況都列出來,,化簡,,如下圖所示(只列出關(guān)鍵的代碼)。
字節(jié)型算法的使用方法跟比特型類似,,只是一次處理8個bit,,算出來的crc,也要留在寄存器里面(LSFR),。
3,、查表法。
跟字節(jié)型算法類似,,把所有情況都算出來,,存在一個表里,來一個byte查一次表,。
三,、常用工具。
介紹幾個常用的crc工具(前4個為在線工具),,除了可以計算crc以外,,有的還可以自動生成c、verilog,、vhdl代碼,。
1、CRC calculaTIon
2,、CRC Generator
3,、On-line CRC calculaTIon
4、Easics
5,、CRC計算器
6,、格西計算器
四,、CRC參數(shù)模型。
從上面兩張圖,,可以看出來,,這個CRC-DNP算出來的結(jié)果不為0(跟我們常識中的CRC不一樣)。
其實,,這只是有少量改動的CRC而已,,于是得到CRC的參數(shù)模型,如下圖所示,。
Name:CRC名稱,。
Width:CRC寄存器的位寬。
Poly:生成多項式(這里用16進(jìn)制表示),。
Init:CRC寄存器初始值(圖中為全0),。
RefIn:True代表每個輸入的字節(jié)都倒置(原本是bit0的,換成bit7,;原本是bit1的,,換成bit6)。False代表不倒置,。
RefOut:True代表在輸出CRC結(jié)果之前,把CRC寄存器倒置,。False代表不倒置,。
XorOut:執(zhí)行完RefOut之后,異或全0或者全1,,(圖中為異或全0),。
好了,搞懂CRC參數(shù)模型,,才算是真正搞懂CRC,,而不像書本上說的那么膚淺。
其中有的CRC寄存器初始值設(shè)置為全1,,如以太網(wǎng)的CRC32,,目的就是為了能檢測出數(shù)據(jù)前面的0的個數(shù)。1234算出來的CRC,,跟01234算出來的,,不一樣,這就能應(yīng)對前面帶0的數(shù)據(jù)了,。
此外,,CRC的生成多項式,也有可能倒置,,所以必須以參數(shù)模型中Poly的值為準(zhǔn),。
五,、Verilog/VHDL的仿真和綜合。
如下圖所示,,輸入2個0x30,,算出來的CRC32結(jié)果跟工具的一樣。
關(guān)鍵的地方,,在于倒置,。
仿真器和綜合器,支持的語法不同,,所以在寫倒置的時候,,可能要嘗試各種不同的寫法(試出來),如果你使用工具不支持的語法,,出來的結(jié)果可能是未知,。
以下給出幾種,可以嘗試的寫法,。
1,、reg [7:0] A;
reg [0:7] B;
assign A=B;
2、reg [7:0] A,B;
assign A = {B[0],B[1],B[2],B[3],B[4],B[5],B[6],B[7]};
3,、reg [7:0] A,B;
assign A[0] = B[7];
assign A[1] = B[6];
assign A[2] = B[5];
assign A[3] = B[4];
assign A[4] = B[3];
assign A[5] = B[2];
assign A[6] = B[1];
assign A[7] = B[0];
4,、reg [7:0] A,B;
integer i = 0;
for (i = 0; i <= 7; i = i + 1) begin
A[i] <= B[7-i] ^ 1'b1; // RefIn為False時,使用A[i] <= B[7-i];
end
不管是把輸入數(shù)據(jù)倒置,,還是把CRC寄存器倒置,,原理都是一樣的。
上面第三點的常用工具所生成的代碼,,都沒做這一步的功能,。使用時,請注意,。
此外,,在使用邏輯分析儀,查看CRC寄存器的數(shù)據(jù)時(比如,,我這里是32位的reg變量oCrcOut),,直接看oCrcOut結(jié)果是錯誤的,但是看下一模塊的輸入端口,,卻是正確的(中間有綜合器生成的電路),。
六、其它,。
利用CRC算出來的值,,不一定要為0才能使用,不為0也一樣使用的(發(fā)送端跟接收端算出來的結(jié)果一樣即可)。
一般,,書上寫的CRC參數(shù)模型初始值為全0,,RefIn和RefOut為False,XorOut為全0,。這樣,,接收端算出來的CRC結(jié)果為0。
更多的參數(shù)模型,,可以下載第三點,,常用工具的第5個工具,此工具包含21個CRC參數(shù)模型,。
更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<