循環(huán)冗余校驗確保正確的數據通信

在工業(yè)環(huán)境中，電子系統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，而系統在這種條件下能否正常工作至關(guān)重要。舉例來(lái)說(shuō)，如果發(fā)送給控制機器臂位置的DAC 的數據遭到破壞，機器臂就會(huì )按非預期的方向移動(dòng)，這不僅危險，而且代價(jià)巨大。試想一下，機器臂如果砸到生產(chǎn)線(xiàn)上的新車(chē)，或者更糟，砸到生產(chǎn)工人，后果會(huì )怎樣？

　　有幾種方法可以確保收到正確數據后才執行動(dòng)作。最簡(jiǎn)單的方式就是控制器回讀所發(fā)送的數據。如果接收的數據與發(fā)送的數據不匹配，則說(shuō)明其中一者已受到破壞，必須發(fā)送新數據并進(jìn)行驗證。這種方法的確可靠，但產(chǎn)生的開(kāi)銷(xiāo)也很大，每段數據都必須經(jīng)過(guò)驗證，傳輸的數據量要翻一倍。

　　另一種替代方法是循環(huán)冗余校驗（CRC），即隨每個(gè)數據包發(fā)送一個(gè)校驗和（CHECKSUM），接收器就會(huì )指示是否存在問(wèn)題，所以控制器無(wú)需驗證接收。校驗和一般通過(guò)向數據應用一個(gè)多項式方程式來(lái)生成。應用于一個(gè)24 位字時(shí)，CRC-8 可產(chǎn)生一個(gè)8 位校驗和。將校驗和與數據組合在一起，全部32 位都發(fā)送到能夠分析該組合的器件，并指示是否出錯——這種方法雖然不是無(wú)可挑剔解決方案，但卻比讀寫(xiě)方法更加高效。

　　ADI 公司的眾多DAC 都采用了分組差錯校驗（PEC）的形式來(lái)實(shí)現CRC。不需要PEC 功能時(shí)，則寫(xiě)入24 位數據。要添加 PEC 功能，24 位數據需增加相應的8 位校驗和。如果接收的校驗和與數據不一致，輸出引腳被拉低，指示存在錯誤?？刂破髑宄e誤，使引腳返回高電平，并重新發(fā)送數據。圖1 所示為如何用SPI 接口應用數據的示例。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(xiě)入