CRC 錯誤偵測技術 |
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jackkcg
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⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙ i.資料來源 M 90網 BBS 討論區
a.原發件人 M Tasi Wute
g.主要標題 M 什麼是 CRC?? ⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙ CRC 錯誤偵測技術 即是所謂的循環冗餘檢查碼 (Cyclic Redundancy Check Code) ,簡稱
CRC 碼,它是由待傳輸的資料區塊計算出的,CRC 的計算方式是將待傳
輸的區塊視為一堆連續位元所構成的一整個數值,並將此數值除以一特
定的除數,通常以二進位表示,此除數又稱為衍生多項式 (Generation
Polynomial),該除數一般皆由設計硬體或軟體的廠商所提供,而除數
值位元數目則視欲得到的 CRC 位元數目而定,目前較常使用的 CRC 位
元數目有 8、16 或 32,一般縮寫為 CRC-8、CRC-16、CRC-32,通常,
CRC 碼越長,則數據發生干擾卻不反應在 CRC 值的機率也就越低,不
過得多花些時間傳送較長的 CRC 碼。根據理論統計,CRC-16 可完全偵
測資料區塊內單一或兩個位元的錯誤、奇數個位元的錯誤、連續 16 個
位元或少於此數的錯誤,超過 17 個連續位元的錯誤偵測率則有
99.9969% ,其它位元長度的錯誤偵測率則可達 99.9984% 。
底下是一些數學符號所表示的 CRC 碼運算過程。吾人可將待傳送的區
塊資料位元串表示成一個很大的二進位數字,並令此數字等於 F,例如
,底下是某個區塊的位元串所連成的二進位數字: F = 1011010111110111101110100100101110101... (區塊資料) 假設目前欲求 F 的 16 位元 CRC 值,並且,廠商所提供的衍生多項式
是: 16 12 5
G(x) = x x x 1 (衍生多項式) 其中,x 是所採的進制,在二進位系統,x = 2,則 G 的值為: G = 1,0001,0000,0010,0001 (二進位數字) 底下的式子中的餘數 C 即是 F 的 16 位元 CRC 值: 16
F ‧ 2 = A ‧ G C 由於 C 是此式中的餘式,故稱此值為 Redundancy。
例如,底下即是透過上述的 G(x) 求得 11010101 (D5H) 的 CRC 值:
A
┌─────────────────
1,0001,0000,0010,0001│1101,0101 ‧ 1,0000,0000,0000,0000
╯......
──────────────────
(二進位長除法) 16 位元 CRC 值 → 1001,1011,1101,1000 衍生多項式的數值將影響到所產生的 CRC 值,根據理論計算,當衍生
多項式的數值恰為某些特定值時,所產生的 CRC 值最 "亂" ,換句話
說,它偵測資料受雜訊干擾的能力越高,在上個範例中所採用的多項
式也是 PC/XT 控制卡上μPD765A 所採用,該多項式也是 CRC-CCITT
v.41 所制定的標準,而目前在許多通訊上的應用亦採用此值。
理論上,在計算 CRC 時非常簡單,只要一個除法運算即可,運算之後
的餘數即是 CRC 值,但實際上所被除數 F 的位元數目可能以萬為單
位,如何利用程式以最簡易、最快的方式求得該餘數也是技術關鍵所
在。事實上,各式的檢查碼也不僅應用在網路通訊上,和數據的存取
、儲存、傳輸等類似的範疇也會用到,例如磁碟片或磁帶機上資料的
儲存即是,在 Apple 個人電腦的磁碟機即是利用 checksum 驗證所存
取資料的正確性,而 PC 的磁碟機則使用 CRC。
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