摘要：本篇文章將詳解光端機(jī)CRC校驗(yàn)原理及應(yīng)用場(chǎng)景，為讀者提供相關(guān)的背景信息資料，引發(fā)讀者對(duì)CRC校驗(yàn)的興趣。CRC校驗(yàn)利用余數(shù)碼實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性的檢驗(yàn)，被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸中。

一、CRC校驗(yàn)原理

1、CRC校驗(yàn)概述

CRC（Cyclic Redundancy Check）即循環(huán)冗余校驗(yàn)，是無余數(shù)的除法運(yùn)算。通過循環(huán)除以預(yù)設(shè)的某個(gè)除數(shù)（多項(xiàng)式），得到的余數(shù)（余項(xiàng)）附加在數(shù)據(jù)幀的末尾發(fā)送出去，接收方同樣利用除數(shù)進(jìn)行除法運(yùn)算，根據(jù)余數(shù)判斷數(shù)據(jù)幀是否正確，確保數(shù)據(jù)幀完整性。

2、CRC校驗(yàn)算法

該算法用于檢測(cè)的數(shù)據(jù)通常被看作位串，則校驗(yàn)值可以看成是信息多項(xiàng)式除以生成多項(xiàng)式所得到的余數(shù)，校驗(yàn)時(shí)命令字符串作為除數(shù)，生成多項(xiàng)式為固定的參數(shù)。算法具體流程如下：

a. 確定生成多項(xiàng)式（G）

b. 在幀尾添加一定數(shù)量的“0”（根據(jù)余數(shù)長(zhǎng)度），生成新的數(shù)據(jù)幀；

c. 把新的數(shù)據(jù)幀輸入到式子XOR運(yùn)算器中，按位異或并模2除以G；

d. 得到的余數(shù)即為CRC碼，把它附加到原幀的后面，發(fā)送出去。

二、CRC校驗(yàn)的應(yīng)用場(chǎng)景

1、局域網(wǎng)

CRC被廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)傳輸中，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)和FDDI網(wǎng)中。在以太網(wǎng)中，CRC是一個(gè)32位的值，在數(shù)據(jù)幀的末尾32比特之前，對(duì)MAC層協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。對(duì)于CRC異常的幀，以太網(wǎng)的硬件將其丟棄并在網(wǎng)絡(luò)中重新傳輸。

2、存儲(chǔ)設(shè)備

CRC被應(yīng)用于大量的存儲(chǔ)設(shè)備中，如zip文件壓縮、硬盤分區(qū)和CD-ROM等。在這些存儲(chǔ)設(shè)備中，CRC通常被用作數(shù)據(jù)可靠性的重要指標(biāo)，通過校驗(yàn)來保證數(shù)據(jù)的正確性，并防止數(shù)據(jù)的損壞。

3、數(shù)字電視

在數(shù)字電視領(lǐng)域，CRC被用于傳輸碼流中的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，請(qǐng)假單元和節(jié)目元數(shù)據(jù)，以保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)準(zhǔn)確性，避免幀失真和數(shù)據(jù)損壞。同時(shí)，CRC還被用于數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字信號(hào)分析。

三、CRC校驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)策略

1、軟件實(shí)現(xiàn)

CRC的軟件實(shí)現(xiàn)功能可實(shí)現(xiàn)任意的多項(xiàng)式，但是耗時(shí)長(zhǎng)，不適用于流傳輸。其中，有XOR、2倍長(zhǎng)除法、長(zhǎng)除法和表驅(qū)動(dòng)四種軟件實(shí)現(xiàn)方法，其中表驅(qū)動(dòng)法效率最高，被用于很多嵌入式領(lǐng)域。

2、硬件實(shí)現(xiàn)

CRC的硬件實(shí)現(xiàn)通常是使用查找表實(shí)現(xiàn)，先將所有可能的輸入和對(duì)應(yīng)的輸出存在一個(gè)表中，并由多個(gè)邏輯門實(shí)現(xiàn)表格查詢。實(shí)現(xiàn)效率高，適合大型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用。

3、FPGA實(shí)現(xiàn)

在FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）領(lǐng)域，CRC校驗(yàn)可以被實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯上，具有靈活性高、處理速度快、零延遲、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛使用。

四、總結(jié)：

CRC校驗(yàn)利用生成多項(xiàng)式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性的檢驗(yàn)，應(yīng)用于局域網(wǎng)、存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)字電視等多個(gè)領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)策略包括軟件實(shí)現(xiàn)、硬件實(shí)現(xiàn)和FPGA實(shí)現(xiàn)等多種方式，便于人們對(duì)數(shù)據(jù)在各種傳輸領(lǐng)域中進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù)。在未來，我們有理由相信，CRC校驗(yàn)技術(shù)將不斷得到改進(jìn)和創(chuàng)新，從而更好地保證數(shù)據(jù)的安全性。