数据校验及常用校验算法概述
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1、数据校验过程
由于数据传输距离的因素影响，计算机和受控设备间的通信数据就常常出现不可预知的错误。为了防止这些错误所带来的影响，一般在通信时采取数据校验方法，而奇偶校验和循环冗余码校验就是其中最常用的校验算法。
串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的错误，出现“误码”。我们把如何发现传输中的错误，叫“检码”；发现错误后，如何进行修订，叫“检错”。之前，就有过提示，为了保证数据在传输过程中不会出错，每个数据包后面一般都会加上校验字节。
校验过程是发送端（TX端）和接收端（RX端）共同完成的过程。如上图所示，首先，TX端按照用户层协议（数据包格式）将数据根据校验算法计算出TX校验字节，并将TX校验字节按照协议放在数据包的指定位置。
RX端接收到数据包后，在指定位置取出TX校验字节，同时，再将接收到的数据按规定方式计算出RX校验字节，如果RX校验字节与接收到的TX校验字节相等，则说明数据包是有效的，否则就应该放弃该数据包。
2、简单粗暴地奇偶校验
最简单粗暴的方法就是“奇偶校验”了，即在传输字符的各位之外，再传送一位奇/偶校验位。可采用的策略分为奇校验和偶校验。
2.1 奇校验
所有传送的位数（含字符的个数位和校验位）中，“1”的个数为奇数，如1 0110,0101；0 0110,0001。
2.2 偶校验
所有传送的位数（含字符的各位数和检验位）中，“1”的个数为偶数，如1 0100,0101；0 0100,0001。
奇偶校验能够检测出信息传输过程中的部分错误的数据（一位错误的代码能够检出，两位及以上的错误代码不能检出）。奇偶检验有一个劣势，就是他只能发现错误，而不能纠正错误；一旦发现错误，那么没办法，只能重发。
但是由于奇偶校验使用起来非常简单，仍然被广泛使用。但是仍存在一些良好的矫正错误数据的方法，并具有自动訆错能力，如循环冗余码（CRC）检错等。
3、异或校验
异或校验方法也是非常简单，而且非常通用，虽然使用该方法校验后仍存在出错的可能，但是因为异或算法非常简单，编程毫不费力，一般新手都用这种方法。
之前介绍过的NMEA-0183无线通信协议是在异或算法基础之上进行了一定的改进。能够理解异或运算，并使用好异或校验算法，会使得数据处理编程变得轻松容易。
4、校验和
检验和(checksum)，在数据处理和数据通信领域中，用于校验目的地一组数据项的和。它通常是以十六进制为数制表示的形式。如果校验和的数值超过十六进制的FF，也就是255。就要求其补码作为校验和。通常用来在通信中，尤其是远距离通信中保证数据的完整性和准确性。
这些数据项可以是数字或在计算检验的过程中看作数字的其它字符串。校验和（checksum）是指传输位数的累加，当传输结束时，接收者可以根据这个数值判断是否接到了所有的数据。如果数值匹配，那么说明传送已经完成。
5、CRC循环冗余码校验
循环冗余码校验（Cyclical Redundancy Check, CRC）是利用除法和余数的原理来做错误侦测（Error Detecting）的。
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实际应用时，发送装置计算出CRC值并随数据一同发送给接收装置RX，RX对收到的数据重新计算CR并与收到的CRC值相比较，若两个CRC值不同，则说明数据通信出现了错误，该数据包应该舍弃不用。
在远距离数据通讯中，为确保高效而无差错的传送数据，必须对数据进行校验控制，而CRC是对一个传送数据块进行校验，是一种非常高效的差错控制方法。目前，主流的CRC可以分为以下几个标准：CRC-12码；CRC-16码；CRC-CCITT码；CRC-32码。
CRC-12码通常用来传送6-bit字符串。CRC-16及CRC-CCITT码则用来传送8-bit字符，其中CRC-16为美国采用，而CRC-CCITT为欧洲国家所采用。CRC-32码用途有限。
在数据存储和数据通信领域，CRC无处不在：著名的通信协议X.25的FCS（帧检错序列）采用的是CRC/CCITT，ARJ/LHA等压缩工具软件采用的是CRC32，磁盘驱动器读写采用的日式CRC16，通常用到的图像存储格式GIF/TIFF等也是采用CRC作为检错手段的。
5.1 CRC-16的生成过程
CRC-16码由两个字节构成，在开始时CRC寄存器的每一位都预置为1，然后把CRC寄存器与8-bit的数据进行异或，之后对CRC寄存器从高位向低位进行移位，在最高位（MSB）的位置补零，而最低位（LSB，移位后已经被移除CRC寄存器）如果是1，则把寄存器与预定义的多项式码进行异或，否则如果LSB为零，就无需进行进行异或。
重复上述的由高至低的移位8次，第一个8-bit数据处理完毕，用此时CRC寄存器的值与下一个8-bit数据异或并进行如前一个8-bit数据似的8次移位。所有的字符处理完成后CRC寄存器的值即为最终的CRC值。
下面为CRC的计算过程：
(1)设置CRC寄存器，并给其赋值FFFF(hex)；
(2)将数据的第一个8-bit字符与16位CRC寄存器的低8位进行异或，并把结果存入CRC寄存器；
(3)CRC寄存器向右移一位，MSB补零，移出并检查LSB；
(4)如果LSB为0，重复第三步；若LSB为1，CRC寄存器与多项式码相异或；
(5)重复第3与第4步直到8次移位全部完成。此时，一个8-bit数据处理完毕；
(6)重复第2至第5步直到所有数据全部处理完成；
(7)最终CRC寄存器的内容即为CRC值。
5.2 如何理解CRC码？
CRC校验是一种多项式除法：将需要发送的数据包当做一个很大的二进制数，用它来除以一个固定的二进制数，所得到的余数即是所求得的CRC校验码。
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