基于SATA接口的并行CRC32算法研究.pdf

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1、《自动化技术与应用》2010年第29卷第8期i-t-算机应用ComputerApplications基于SATA接口的并行CRC32算法研究寇科男．付晓，孙峙岳．任广辉(哈尔滨工业大学电子与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：在CRC校验基本原理及传统串行运算的基础上，介绍了一种快速并行CRC32算法，该算法运算简单、易于硬件实现。与SATA协议结合，设计了基于SATA接口的CRC32数据校验处理模块，该模块处理速度快、输出延时小，能够达到SATA接VI实时处理的要求。最后，通过QuartusII开发平台及VHDL硬件描述语言，对SATA协议中帧结构传出的数据进行了仿真，验证了此

2、算法的正确性及优越性。关键词：并行运算；CRC32；SATA{FPGA中图分类号：TP333文献标识码：A文章编号：1003—7241(2010)08—004004ResearchOnParalleICRC32AlgorithmBasedOnSATAInterfaceKoUKe-nan，FUXiao，SUNZhi-yue，RENGuang-hui(SchoolofElectronicsandInformationEngineering，HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001China)Abstract：AfastparallelCRC32algor

3、ithmbasedonthebasicprinciplesoftheCRCchecksumandthetraditionalserialcalculationisintroducedinthispaper．Itissimpleandcanbeeasilyimplementedonhardware．TheCRC32modulebasedontheSATAinterfaceisdesignedbycombiningtheCRC32algorithmwiththeSATAprotoco1．Theprocess—ingspeedoftheproposedmoduleishighandtheoutp

4、utdelayissmal1．ItcaneficientlymeettheSATAreal—timeprocessingrequirements．ThesimulatingresultsofthedatafromtheframestructureofSATAprotocolthroughtheQuartusIIplatformandVHDLshowthattheproposedalgorithmiscorrectandsuperior．Keywords：parallelalgorithm；CRC32；SATA；FPGA1引言循环冗余校验码(CycHcRedundancyCode，CRC)t

5、5】SATA~J(serialAdvancedTechnologyAttachment)是一种常用的差错校验码，可以发现并纠正传输过程中是一种新型串行接口标准，用于控制及传输主机与硬盘出现的多位错误，并且电路上易于实现，广泛应用于数据问的信息与数据。SATA接口硬盘自2003年上市以来，存储、信息加密等领域。但对于SATA，传输速率的提高凭借其传输速度快、纠错能力强、支持热插拔等特点，以及待校验数据量的加大，致使传统的串行CRC计算难突破了传统ATAt21(AdvancedTechnologyAttachment)以具有实时陛，因此必须改进成为速度较快的并行算法。的诸多技术限制，截至200

6、9年，SATA3．0的传输速率已达到600MB／s，SATA接口硬盘已全面取代ATA，成2CRC校验的基本原理为桌面计算机硬盘的新标准【引。与传统ATA协议相比，若需传送的信息为五位，产生的校验码信息为，位，SATA接口硬盘克服了并行传输中因距离而造成的电压则数据流最终以k+r位二进制的形式传输。其中，五位衰减问题，支持更高速码流，因而读写速度大幅提高【引。信息序列可以用多项式)表示。在嵌入式系统中应用SATA硬盘，采用带有高速串行收()=m．1+mk．2+⋯+mfX+⋯r1、+ml+0、发器的FPGA并加入SATA控制核是一种好方法，但内式(1)中，脚，的系数取0或1。与之相似，可以用表

7、部的CRC校验模块如何即满足处理的实时性又满足协议中帧结构的校验要求将成为一个难点。示丘手，位生成多项式，(；(表示r+l位生成多项式，表示，位CRC校验码字多项式。对于CRC校验有如下规律：收稿日期：2o1o—o6一o8／-t-算机应用自动化技术与应用》2010年第29卷第8期C(X)：XM()+P()(2)其中·表示按位与运算，0表示异或运算。P(x)=XM(X)mod6(x)(3)LSFRI型结构是一个离散时不变的