can总线协议中crc编码的vhdl实现

《can总线协议中crc编码的vhdl实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、CAN总线协议中CRC编码的VHDL实现CAN总线协议中CRC编码的VHDL实现2010-3-819:40:00来源：中国自动化网浏览：144网友评论条点击查看摘要：针对CAN协议中提出的串行CRC检验原理，给出其实现方法及硬件语言VHDL代码。为了提高CRC编码的生成速度和CRC检验的效率，介绍了CRC检验的并行原理。最后给出了为满足CAN协议的VHDL代码。经过测试，串、并行运算均满足设计要求。关键字：CAN、CRC、串行、并行TheVHDLImplementationforCRCinCanBusProtocolHouDian

2、-HuaChenXingAbstract:InthelightofSerialCRCexaminationprinciplewhichproposedintheCANprotocol,thispaperintroducestheimplementationmethodandtheVHDLcode.InordertoenhancetheproductionspeedofCRCcodeandtheefficiencyofCRCexamination,introducestheCRCexaminationparallelprincipl

3、e.FinallyintroducestheVHDLcode.Keywords:CAN、CRC、Serial、Parallel1引言信息在传递过程中，可能因某种原因使传输的数据发生错误。为减少和避免这类错误的发生，除提高硬件的可靠性外，在数据的编码上也应提供检错和纠错的支持。常见的校验码有奇偶校验码、海明校验码和循环冗余校验CRC（CyclicRedundancyCheck）码，它们都是将被校验的数据代码按k位一组分组，每组添加r个校验位，形成n位一组的代码，故又称为（n，k）分组校验码。其中CRC码既可检错又可纠错（与生成多项式

4、的选取有关），是以数据块为对象进行校验的一种高效、可靠的检错和纠错方法，由于它的编解码简单、纠错能力强且误判概率很低，因而在工业测控及通信系统中得到了广泛的应用。CAN协议中，为了保证帧传输的可靠性和较高的检错效率，其采用了以下几种检错方式：位错误、填充错误、CRC错误、格式错误及应答错误检测。如果，用m表示报文受损率，那么通过以上检错方式，它对于受损报文检测不到其受损的概率为：，因而CAN总线极高的检错率使得它目前被广泛应用到工业控制、通信、汽车甚至军事等多个领域。CRC检验作为CAN协议中一种重要的且行之有效的检错方式，它的生

5、成多项式可以检验7级，具有编码简单且误判率低的优点。2CRC编码原理循环冗余码属于多项式生成码，编译码设备都不太复杂，检（纠）错能力较强。它的规律在于编码后含n位码元的一个码组中有k位信息元和r=n-k位监督元，二者混合形成规律性，监督元是随着所传输的信息元而改变的。其工作原理如图1所示，图中P为输入数据，G为生成多项式对应的编码。图1CRC校验原理图Fig.1TheSchematicdiagramofCRC假定需传输的数据P=110，也就是信息元，此时k=3，与它对应的多项式为n=7且对应的（其最低4位为零，以便拼装4位监督位）

6、。用生成多项式g（x）去除，在运算中使用的均为模2的特殊运算。求CRC码所采用模2加减运算法则，即是不带进位和借位的按位加减，这种加减运算实际上就是逻辑上的异或运算，加法和减法等价，乘法和除法运算与普通代数式的乘除法运算是一样，符合同样的规律。如：。则有：取余数Q=101，所传输的数据为，n=7，该数据前三位是信息元，后四位是CRC序列。接收端收到数据时，为进行校验，仍用g（x）去除接收到信息所对应的多项式，由表达式（4）可以得到：两个相同的数的模2和为0，所以若接收数据无误时，应能被个g（x）整除。在此工作机制下，上述循环码不但

7、可检查出n-k-1个独立错误，还可以检查出长度b3CRC编码的硬件语言实现CRC编码的硬件语言实现，可以采用串行算法和并行算法两种实现方式。串行算法即是移位算法，有的文献称之为比特流算法，需编码的位流按位逐位输入，位流输入完成后生成检验码，检验码紧随需检验的位流发出或接收到。并行方式中需检验的位流每k位输入到检验码生成电路中，因而检验码的生成效率大大高于串行方式。以下针对CAN协议中CRC编码的生成多项式进行阐述。3.1CRC编码的串行实现由循环码的编码方法可知，循环码的编码可以由除法电路实现。除法电路的

8、主体由多级移位寄存器和模2加法器组成。由循环码的译码与纠错方法可知，译码器主要由一个除法器和缓冲移位寄存器构成。若接收有误，可经过几次移位后，在相应的错码位上输出“1”作为检错，并可以通过与缓冲移位寄存器输出的错码模2加后来纠正错误。CAN2.0A