常见几种校验方法(CS和校验、CRC16、CRC32、BCC异或校验)

校验方法是一种数据检测技术,用于检测数据传输或存储过程中的错误。校验方法的主要作用是确保数据的完整性和正确性。常见的几种校验方法包括CS和校验、CRC16、CRC32和BCC异或校验。

1. CS和校验

CS和校验是一种简单的校验方法,它通过对数据中每个字节的和进行计算来实现。具体来说,发送方将数据中每个字节的十进制值相加,并将结果除以256取余数。发送方将余数添加到数据的结尾,这样接收方就可以通过再次计算数据中每个字节的和并加上接收到的余数来验证数据的完整性。如果发送方和接收方计算出的余数相同,则说明数据传输正确。

例如,如果发送方要传输数据为"hello",它可以将每个字节的十进制值相加(104+101+108+108+111=532),然后计算余数(532%256=20)。发送方就会将20添加到数据结尾(也就是"hello20"),然后将这个字符串发送给接收方。接收方收到数据后,可以将每个字节的十进制值相加并计算余数来验证数据的完整性。

虽然CS和校验非常简单,但它并不是特别可靠。由于它只检查每个字节的和,所以它容易受到多个字节被更改的影响,从而导致不正确的校验结果。因此,CS和校验通常只用于对数据进行简单的完整性验证,而不是用于错误检测。

2. CRC16

CRC16是一种更可靠的校验方法,它是通过生成多项式(通常为x^16 + x^15 + x^2 + 1)来实现的。CRC16是一种循环冗余校验码,它可以检测到更多的错误。实际上,CRC16可以检测到所有单比特错误以及大多数的双比特错误。

CRC16的计算方式如下:

1. 初始化一个16位的寄存器(通常为0xFFFF)。

2. 对于数据中的每个字节,将它们与16位寄存器的低8位异或。

3. 循环移位16位寄存器到左侧,直到最高位为1。

4. 如果数据中还有更多的字节,返回步骤2。

5. 在最后一个循环的末尾,返回16位寄存器的值作为校验和。

例如,如果发送方要传输数据为"hello",它可以执行以下步骤来计算CRC16:

1. 初始化寄存器为0xFFFF。

2. 将'h'与寄存器低8位异或,更新寄存器值为0x7EED。

3. 将'e'与寄存器低8位异或,更新寄存器值为0xB1DD。

4. 将'l'与寄存器低8位异或,更新寄存器值为0xEBB2。

5. 将'l'与寄存器低8位异或,更新寄存器值为0x8BF9。

6. 将'o'与寄存器低8位异或,更新寄存器值为0x0978。

7. 移位寄存器到左侧,直到最高位为1。

8. 返回寄存器的值0xF0B8作为CRC16校验和。

接收方收到数据后,可以按照相同的方式计算CRC16,并将计算出的值与发送方的校验和进行比较来验证数据的完整性。

3. CRC32

CRC32是一种更强大的校验方法,它可以检测到更多的错误。CRC32是通过生成多项式(通常为0xEDB88320)来实现的。它比CRC16更长(32位),因此可以检测到更多的错误。

CRC32的计算方式与CRC16类似,只是校验和长度更长。例如,如果发送方要传输数据为"hello",它可以执行以下步骤来计算CRC32:

1. 初始化寄存器为0xFFFFFFFF。

2. 将'h'与寄存器低8位异或,更新寄存器值为0xFFA59530。

3. 将'e'与寄存器低8位异或,更新寄存器值为0xE4A4C2CA。

4. 将'l'与寄存器低8位异或,更新寄存器值为0x4ECD1802。

5. 将'l'与寄存器低8位异或,更新寄存器值为0x7BE75C99。

6. 将'o'与寄存器低8位异或,更新寄存器值为0xC1544C3B。

7. 移位寄存器到左侧,直到最高位为1。

8. 返回寄存器的值0x3610A686作为CRC32校验和。

与CRC16类似,接收方可以按照相同的方式计算CRC32,并将计算出的值与发送方的校验和进行比较来验证数据的完整性。

4. BCC异或校验

BCC异或校验是一种非常简单的校验方法,它是通过对数据中每个字节进行异或操作来实现的。具体来说,发送方将数据中每个字节的值进行异或并将结果添加到数据的结尾,接收方通过对收到的数据中每个字节的值进行异或来验证数据的完整性。如果发送方和接收方计算出的值相同,则说明数据传输正确。

例如,如果发送方要传输数据为"hello",它可以将每个字节的十进制值进行异或(104^101^108^108^111=26),然后将结果添加到数据的结尾(也就是"hello\26")。接收方收到数据后,可以将每个字节的值进行异或,并与接收到的余数进行比较来验证数据的完整性。

虽然BCC异或校验非常简单,但它并不是特别可靠。由于它只检查数据中每个字节的值,所以它容易受到多个字节被更改的影响,从而导致不正确的校验结果。因此,它通常只用于对数据进行简单的完整性验证,而不是用于错误检测。

总结:

CS和校验、CRC16、CRC32和BCC异或校验都是常见的校验方法。它们都有其优缺点,因此可以使用不同的校验方法来满足不同的需求。在选择校验方法时,需要考虑数据的重要性和校验的可靠性。通常,CRC16和CRC32是更可靠的校验方法,可以检测到更多的错误,而CS和校验和BCC异或校验则可以用于对数据进行简单的完整性验证。

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