Роль великобайтного представлення CRC в алгоритмах контролю цілісності

7 Березня 2024 в 18:18 111

Точне розуміння того, що означає “CRC представлений великим байтом першим”, важливо для ефективного використання CRC-алгоритмів у різних системах та протоколах передачі даних. Давайте розглянемо цей аспект детальніше.

CRC (циклічний зайвий код) – це метод контролю цілісності, який використовується для виявлення помилок у переданих даних. Він базується на математичних операціях, таких як ділення зі змінним множником та взяття остачі від ділення.

В “CRC представленому великим байтом першим” перший байт, що представляє CRC, є найстаршим байтом (старшими бітами) значення CRC. Це означає, що найбільш вагомі біти CRC знаходяться в першому байті, а менш вагомі біти – у другому байті.

Наприклад, якщо CRC-16/GENIBUS вказано як “CRC представлений великим байтом першим”, це означає, що в першому байті (зазвичай старшому байті) міститься старший байт значення CRC, а в другому байті (зазвичай молодшому байті) – молодший байт значення CRC.

Це важливо при роботі з даними, які вимагають обробки CRC, так як неправильна інтерпретація порядку байтів може призвести до некоректного обчислення або перевірки CRC.

Для прикладу, розглянемо функцію обчислення CRC-16/XMODEM:

uint16_t crc16(uint8_t *input, int len) {
    static unsigned int crc16_lut[] = {
        /* Lookup table content here */
    };
    uint16_t crc = 0x0000;
    for (int idx = 0; idx < len; idx++)
        crc = (crc << 8) ^ crc16_lut[(crc >> 8) ^ (input[idx] & 0xff)];
    // The inverted remainder of division is the checksum
    return ~crc;
}

uint16_t crc16(uint8_t *input, int len) {

static unsigned int crc16_lut[] = {

/* Lookup table content here */

};

uint16_t crc = 0x0000;

for (int idx = 0; idx < len; idx++)

crc = (crc << 8) ^ crc16_lut[(crc >> 8) ^ (input[idx] & 0xff)];

// The inverted remainder of division is the checksum

return ~crc;

}

Ця функція обчислює CRC-16/XMODEM для вхідного масиву байтів. Однак, якщо порядок байтів в масиві відрізняється від очікуваного порядку великобайтного представлення CRC, може виникнути необхідність вручну переставляти байти результату, щоб вони відповідали очікуваному порядку.

У контексті машинного кодування важливо також розуміти, як саме представлений CRC, оскільки це може впливати на обробку даних на пристроях з різними архітектурами, такими як маленькі або великі кінціаніанці. Зазвичай, на пристроях з маленьким кінціантний порядок, дані зберігаються в оберненому порядку, тобто молодший байт передує старшому.

Для порівняння, подивимося на функцію обчислення CRC-32/CKSUM:

uint32_t crc32(uint8_t *input, int len) {
    static uint32_t crc32_lut[] = {
        /* Lookup table content here */
    };
    uint32_t crc = 0;
    for (int idx = 0; idx < len; idx++)
        crc = (crc << 8) ^ crc32_lut[((crc >> 24) & 0xff) ^ (input[idx] & 0xff)];
    return ~crc;
}

uint32_t crc32(uint8_t *input, int len) {

static uint32_t crc32_lut[] = {

/* Lookup table content here */

};

uint32_t crc = 0;

for (int idx = 0; idx < len; idx++)

crc = (crc << 8) ^ crc32_lut[((crc >> 24) & 0xff) ^ (input[idx] & 0xff)];

return ~crc;

}

Ця функція обчислює CRC-32/CKSUM для вхідного масиву байтів. Зауважте, що в цьому випадку немає необхідності вручну переставляти байти результату, оскільки великобайтне представлення CRC не впливає на порядок байтів в результаті.

У випадку реалізації алгоритмів CRC, важливо уважно вивчати документацію та специфікації, щоб зрозуміти, як саме CRC представлено та як це впливає на обробку даних. Невірне розуміння може призвести до помилок в обчисленні аб