Блог

Я использую ModBus RTU, и я пытаюсь выяснить, как вычислить CRC16. Мне не нужен пример кода. Мне просто любопытно узнать о механизме. Я узнал, что базовый CRC — это полиномиальное деление слова данных, которое дополняется нулями в зависимости от длины полинома. Следующий тестовый пример должен проверить, верно ли мое базовое понимание:

• слово данных: 0100 1011
• многочлен: 1001 (x³ 1)
• дополнено на 3 бита из-за наивысшего показателя x³
• вычисление: 0100 1011 000 / 1001 — > остаток: 011

Вычисление.

 01001011000
 1001
 0000011000
      1001
      01010
       1001
       0011 
  

Правка 1: Пока что проверено Марком Адлером в предыдущих комментариях / ответах.

В поисках ответа я видел много разных подходов с обращением, зависимостью от малого или большого конечного значения и т.д., Которые изменяют результат по сравнению с заданным 011 .

Modbus RTU CRC16

Конечно, я хотел бы понять, как работают разные версии CRCS, но мой главный интерес — просто понять, какой механизм здесь применяется. Пока я знаю:

• x¹⁶ x¹⁵ x² 1 — это многочлен: 0x18005 или 0b11000000000000101
• начальное значение равно 0xFFFF
• пример сообщения в шестнадцатеричном формате: 01 10 C0 03 00 01
• CRC16 приведенного выше сообщения в шестнадцатеричном формате: C9CD

Я рассчитал это вручную, как в примере выше, но я бы предпочел не записывать это в двоичном формате в этом вопросе. Я предполагаю, что мое преобразование в двоичный файл правильное. Чего я не знаю, так это как включить начальное значение — используется ли оно для заполнения им слова данных вместо нулей? Или мне нужно изменить ответ на противоположный? Что-то еще?

• 1-я попытка: заполнение на 16 бит нулями. Вычисляемый остаток в двоичном формате будет, 1111 1111 1001 1011 который FF9B находится в шестнадцатеричном формате и неверен для CrC16 / Modbus, но корректен для CRC16 / Bypass

• 2-я попытка: дополнение на 16 бит единицами из-за начального значения. Вычисленный остаток в двоичном формате будет, 0000 0000 0110 0100 который 0064 в шестнадцатеричном формате, некорректным.

Было бы здорово, если бы кто-нибудь мог объяснить или уточнить мои предположения. Честно говоря, я потратил много часов на поиск ответа, но каждое объяснение основано на примерах кода на C / C или других, которые я не понимаю. Заранее спасибо.

ПРАВКА 1: Согласно этому сайту, «1-я попытка» указывает на другой CRC16-метод с тем же полиномом, но другим начальным значением (0x0000), что говорит мне о том, что вычисление должно быть правильным. Как мне включить начальное значение?

ПРАВКА2: Ответ Марка Адлера делает свое дело. Однако, теперь, когда я могу вычислить CRC16 / Modbus, осталось прояснить несколько вопросов. Не требуется, но приветствуется.

А) Порядок вычислений был бы следующим: … ?

• первое применение уточнения для полного ввода (включая дополненные биты)
• 2-е xor начальное значение с (в CRC16) для первых 16 бит
• третье применение RefOut для полного вывода / остатка (максимум 16 бит остатка в CRC16)

Б) Что касается RefIn и RefOut: всегда ли он отражает 8 бит для ввода и все биты для вывода, тем не менее, я использую CRC8 или CRC16 или CRC32?

C) Что означают 3-й (check) и 8-й (XorOut) столбцы на веб-сайте, на который я ссылаюсь? Последнее кажется довольно простым, я предполагаю, что оно применяется путем вычисления значения xor после RefOut точно так же, как InitValue?

Давайте рассмотрим это шаг за шагом. Теперь вы знаете, как правильно рассчитать CRC-16 / BUYPASS, поэтому мы начнем с этого.

Давайте взглянем на CRC-16 / CCITT-FALSE. У этого есть начальное значение, которое не равно нулю, но все еще имеет RefIn и RefOut как false, как CRC-16 / BUYPASS. Чтобы вычислить CRC-16 / CCITT-FALSE для ваших данных, вы исключаете-или первые 16 бит ваших данных со значением инициализации 0xffff . Это дает fe ef C0 03 00 01 . Теперь сделайте то, что вы знаете об этом, но с полиномом 0x11021 . Вы получите то, что находится в таблице, 0xb53f .

Теперь вы знаете, как применить инициализацию. Следующий шаг касается того, являются ли RefIn и RefOut истинными. В качестве примера мы будем использовать CRC-16 / ARC. Уточнение означает, что мы отражаем биты в каждом байте входных данных. RefOut означает, что мы отражаем биты остатка. Тогда входное сообщение будет таким: 80 08 03 c0 00 80 . Деля на многочлен, 0x18005 получаем 0xb34b . Теперь мы отразим все эти биты (не в каждом байте, а во всех 16 битах) и получим 0xd2cd . Это то, что вы видите в качестве результата в таблице.

Теперь у нас есть то, что нам нужно для вычисления CRC-16 / MODBUS, который имеет как ненулевое значение инициализации ( 0xffff ), так и RefIn и RefOut как true. Мы начинаем с сообщения, в котором отражаются биты в каждом байте и инвертируются первые 16 бит. Это 7f f7 03 c0 00 80 . Разделите на 0x18005 , и вы получите остаток 0xb393 . Отразите эти биты, и мы получим 0xc9cd ожидаемый результат.

Исключающее значение инициализации применяется после отражения, которое вы можете проверить, используя CRC-16 / RIELLO в этой таблице.

Ответы на добавленные вопросы:

A) Уточнение не имеет ничего общего с дополненными битами. Вы отражаете входные байты. Однако в реальном вычислении вы вместо этого отражаете многочлен, который учитывает оба отражения.

Б) Да.

C) Да, XorOut — это то, что вы исключаете, или конечный результат. Проверяется CRC девяти байтов «123456789» в ASCII.