crc码生成与校验电路的设计

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1、目录第1章总体设计方案11.1设计原理11.2设计思路21.3设计环境3第2章详细设计方案52.1顶层方案图的设计与实现52.1.1创建顶层图形设计文件62.1.2器件的选择与引脚锁定62.1.3编译、综合、适配82.2功能模块的设计与实现82.2.1模2除法器的设计与实现82.2.2移位寄存器的设计与实现102.3仿真调试11第3章编程下载与硬件测试143.1编程下载143.2硬件测试及结果分析14参考文献15附录(电路原理图)16-18-沈阳航空航天大学课程设计报告第1章总体设计方案1.1设计原理循环冗余校验码(cyclicr

2、edundancycheck,CRC)简称为循环码或CRC码。二进制信息沿一条信号线逐位在设备之间传送称为串行传送,CRC码常用于串行传送过程中的检错与纠错。CRC码的编码格式如图1.1所示,是在k位有效数据之后添加r位校验码,形成总长度为n的CRC码,简写作C(n,k)码。CRC编码的关键技术在于如何从k位信息简便的得到r位校验码,并根据总长度为n的CRC码进行纠错。图1.1设被校验的数据是一个k位的二进制代码,将它表示为一个(k-1)阶的多项式(1-1)多项式(1-1)中的系数D的取值为0或1,与被校验的数据M一一对应;式中的

3、x是一个伪变量,用指明各位的位置。设校验码P长度为r,将被校验数据D左移r位后的结果为将D左移r位的目的是给D右边添加r个0,形成(k+r)位长度二进制代码,其多项式形式为M(x)×。如图1.1所示,CRC码由k位数据D和r位校验码P组成,求校验码P的多项式R(X)的方法如下:-18-沈阳航空航天大学课程设计报告 (1-2)Q(x)是商,R(x)是余数,R(x)所对应的二进制代码是校验码P。可以证明存在一个最高次幂为n-k=r的多项式G(x),即式(1-2)中G(x),称为生成多项式。由式(1-2)可以推导出(1-3)由式(1-3

4、)可知,CRC码可被G(x)整除,余数必然为0.。根据这一特性,接收方将收到的CRC码被G(x)除,若余数为0,则表明传送过程中没有错误发生,若出现一位错,根据余数与出错位一一对应的关系,可利用余数对错误码进行定位。因此,接收方可根据表1.1发现并纠正1位错。Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0余数出错位正确1100010000无错误1100011001Q01100000010Q11100110100Q21101010011Q31110010110Q41000010111Q50100010101Q6-18-沈阳航空航天大学课程设计报告表1

5、.1循环校验码的出错模式1.2设计思路根据题目要求,信息位k=4,r=n-k=3可知本次实验主要是完成(7,4)码的生成和校验。CRC码生成电路的核心主要由移位寄存器和模2除法器构成,信息位以串行的方式输入。依据CRC码生成与校验原理可知,生成电路中由输入端串行输入的数据D左移3位后,与生成多项式G(x)做模2除法,并将得到的3位余数与4位信息码拼接成7位CRC码。校验电路原理同生成电路,主要由移位寄存器、模2除法器和3.8译码器构成。将待检测的CRC码串行输入到模2除法器和移位寄存器中去,求得3位余数,利用3.8译码器译码将三位

6、余数译码,通过比较可以找出出错位,并将译码结果与移位寄存器的输出结果进行异或,便得到纠正后的正确结果。CRC码生成与校验电路主要包括两个部分:1.生成电路。由移位寄存器接收数据并进行移位,生成多项式由开关直接送入,输入数据与生成多项式通过模2除法器最终生成CRC码。2.校验电路。原理类似生成电路,校验电路中增加了3-8译码器。3-8译码器与异或门共同完成对信息码的的校验与纠正,最后输出校验后的信息码。本设计方案采用的元件有模2除法器模块,移位寄存器模块,3-8译码器,与门,异或门。移位寄存器由7个D触发器构成。模2除法器由若干两输

7、入与门,若干两输入异或门和D触发器构成。1.3设计环境(1)硬件环境:-18-沈阳航空航天大学课程设计报告伟福COP2000型计算机组成原理实验仪、XCV200实验板、微机。•COP2000集成调试软件COP2000集成开发环境是为COP2000实验仪与PC机相连进行高层次实验的配套软件,它通过实验仪的串行接口和PC机的串行接口相连,提供汇编、反汇编、编辑、修改指令、文件传送、调试FPGA实验等功能,该软件在Windows下运行。COP2000集成开发环境界面如图1.2所示。-18-沈阳航空航天大学课程设计报告图1.2COP200

8、0计算机组成原理集成调试软件-18-沈阳航空航天大学课程设计报告(2)EDA环境:•Xilinxfoundationf3.1设计软件Xilinxfoundationf3.1是Xilinx公司的可编程期间开发工具,该平台(如图1.3所示)功能强大,主

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