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通信网络设计课程设计 题号：C10 设计日20120916 第  PAGE 10 页 共  NUMPAGES 10 页 用查表法计算CRC码的C程序设计，生成多项式为CRC-CCITT 指导老师：王国才(旺才) 一、设计目标 1）了解CRC循环冗余校验码的功能及计算原理； 2）掌握用查表法计算CRC校验码的原理及过程； 3) 能用C语言编程实现查表法计算CRC校验码的过程 3）了解C语言在通信网络中的编程实现方式及功能； 二、设计原理和方法 1.什么是CRC？ CRC即 HYPERLINK /view/575295.htm \t _blank 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。 利用CRC进行检错的过程可简单描述为：在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的r位监督码(CRC码)，附在原始信息后边，构成一个新的二进制码序列数共k+r位，然后发送出去。在接收端，根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错。这个规则，在差错控制理论中称为“生成多项式”。 2.CRC的计算过程（直接计算法） 计算CRC的过程，就是用一个特殊的“除法”，来得到余数，这个余数就是CRC。 它不是真正的算术上的除法, 过程和算术除法过程一样，只是加减运算变成了XOR（异或）运算.举例说明:被除数1111000, 除数1001, 以二进制模拟这个计算过程： 1110 ________ 1001/1111000 1001 ^ 1100 第一次XOR后得到011，加入下一位0。最高位的0可以消掉了，这样最高位是1,所以下个商是1 1001 ^ 1010 第二次XOR后得到0101，加入下一位0。最高位的0可以消掉了，这样最高位是1,所以下个商是1 1001 ^ 0110 第三次XOR后得到0011，加入下一位0。最高位的0可以消掉了，这样最高位是0,所以下个商是0 0000 ^ 110 - 最后一次XOR后得到0110，最高位的0可以消掉了，得到余数为110 可见，除法（XOR）的目的是逐步消掉最高位的1或0. 生成项(就是除数)的最高位实际上在除法的每次 XOR 时都要消掉，所以最高位可不做参考，余下位才是最重要的. 所以编程实现时寄存器的位数比生成项位数少一位. “直接计算法”就是直接模拟上面的除法的过程，来得到余数即CRC,过程如下: 我们假设待测数据是1101 0110 11，生成项是10011，假设有一个4 bits的寄存器，通过反复的移位和进行CRC的除法，最终该寄存器中的值就是我们所要求的余数。 依据这个模型，我们得到了一个最最简单的算法： 把register中的值置0. 把原始的数据后添加w个0. While (还有剩余没有处理的数据) Begin 把register中的值左移一位，读入一个新的数据并置于register最低位的位置。 If (如果上一步的左移操作中的移出的一位是1) register = register XOR Poly. End 3.更高效的CRC计算方法—查表法 上面的“直接计算法”很直观，却非常的低效。为了加快它的速度，我们使它一次能处理大于4 bit的数据。一次能处理一个字节的数据的话，那就方便多了。 我们想要实现的16 bit的CRC校验。我们还是假设有和原来一样的一个4 bit的register，但它的每一位是一个8 bit的字节。 根据同样的原理我们可以得到如下的算法： While (还有剩余没有处理的数据) Begin 检查register头字节，并取得它的值 求不同偏移处多项式的XOR register左移一个字节，最右处存入新读入的一个字节 把register的值 和 多项式的XOR结果 进行XOR运算 End 可是为什么要这样作呢？ 同样我们还是以一个简单的例子说明问题： 为了简单起见，我们假设一次只移出4个比特！而不是8个比特。 生成多项式为： 1 0101 1100，即宽度W=8，即CRC8，这样寄存器为8位 待测数据