在工業(yè)環(huán)境中，電子系統(tǒng)通常工作在極端的溫度條件下，或處 于電子噪聲環(huán)境，或是其它惡劣條件，而系統(tǒng)在這種條件下能 否正常工作至關(guān)重要。舉例來說，如果發(fā)送給控制機(jī)器臂位置 的DAC 的數(shù)據(jù)遭到破壞，機(jī)器臂就會按非預(yù)期的方向移動， 這不僅危險，而且代價巨大。試想一下，機(jī)器臂如果砸到生產(chǎn) 線上的新車，或者更糟，砸到生產(chǎn)工人，后果會怎樣？

　　有幾種方法可以確保收到正確數(shù)據(jù)后才執(zhí)行動作。簡單的方 式就是控制器回讀所發(fā)送的數(shù)據(jù)。如果接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù) 據(jù)不匹配，則說明其中一者已受到破壞，必須發(fā)送新數(shù)據(jù)并進(jìn) 行驗證。這種方法的確可靠，但產(chǎn)生的開銷也很大，每段數(shù)據(jù) 都必須經(jīng)過驗證，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量要翻一倍。

　　另一種替代方法是循環(huán)冗余校驗（CRC），即隨每個數(shù)據(jù)包發(fā) 送一個校驗和（checksum），接收器就會指示是否存在問題， 所以控制器無需驗證接收。

　　循環(huán)冗余校驗碼（CRC）的基本原理是：在K位信息碼后再拼接R位的校驗碼，整個編碼長度為N位，因此，這種編碼又叫（N，K）碼。對于一個給定的（N，K）碼，可以證明存在一個次冪為N-K=R的多項式G(x)。根據(jù)G(x)可以生成K位信息的校驗碼，而G(x)叫做這個CRC碼的生成多項式。

　　校驗碼的具體生成過程為：假設(shè)發(fā)送信息用信息多項式C(X)表示，將C(x)左移R位，則可表示成C(x)*2R，這樣C(x)的右邊就會空出R位，這就是校驗碼的位置。通過C(x)*2R除以生成多項式G(x)得到的余數(shù)就是校驗碼。

　　ADI 公司的眾多DAC 都采用了分組差錯校驗（PEC）的形式 來實現(xiàn)CRC。不需要PEC 功能時，則寫入24 位數(shù)據(jù)。要添加 PEC 功能，24 位數(shù)據(jù)需增加相應(yīng)的8 位校驗和。如果接收的 校驗和與數(shù)據(jù)不一致，輸出引腳被拉低，指示存在錯誤?？刂?器清除錯誤，使引腳返回高電平，并重新發(fā)送數(shù)據(jù)。圖1 所示 為如何用SPI 接口應(yīng)用數(shù)據(jù)的示例。表1 列出了能夠采用分組 差錯校驗的ADI 器件示例。

　　圖1. 采用和不采用分組差錯校驗的SPI 寫入

　　表1. 采用分組差錯校驗的ADI 器件示例

　　生成分組差錯校驗和

　　CRC-8 算法采用多項式 C（x） = x8 + x2 + x1 + 1. For x = 2時，此式 等于二進(jìn)制值100000111。要生成校驗和，需將24 位數(shù)據(jù)左移 8 位，產(chǎn)生一個后8 位為邏輯0 的32 位數(shù)。對齊CRC 多項式， 使其MSB 與該32 位數(shù)據(jù)左側(cè)的邏輯1 對齊。對該數(shù)據(jù)施加 一個異或（XOR）函數(shù)，以產(chǎn)生一個新（更短）的數(shù)字。（數(shù) 字匹配得到邏輯0，不匹配得到邏輯1。）再次對齊CRC 多項 式，使其MSB 與個結(jié)果左側(cè)的邏輯1 對齊，重復(fù)上述 步驟。，原始數(shù)據(jù)將減少至小于CRC 多項式的值。此值 即是8 位校驗和。圖2 演示了推演校驗和的方法。

　　圖2. 生成24 位數(shù)（（0x654321））的校驗和

　　結(jié)論

　　圖2 中的示例采用（十六進(jìn)制）值0x654321 作為24 位數(shù)據(jù)字。 對該數(shù)據(jù)應(yīng)用CRC-8 多項式可生成校驗和0x86。數(shù)據(jù)和校驗 和發(fā)送至兼容的ADI 公司產(chǎn)品時，只有兩段數(shù)據(jù)都正確到達(dá)， 該數(shù)據(jù)才會被接收。此方法提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，并可確 保遭破壞的數(shù)據(jù)幾乎永遠(yuǎn)不會被接收。