KR100234703B1

KR100234703B1 - 데이타 오류체크 방법

Info

Publication number: KR100234703B1
Application number: KR1019960062263A
Authority: KR
Inventors: 양석태
Original assignee: 김영환; 현대반도체주식회사
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1999-12-15
Also published as: KR19980044216A

Abstract

본 발명은 데이터 오류체크 방법에 관한 것으로, 종래 데이터 오류체크 방법 중 순환여분검사방식은 한번에 1비트의 CRC계산만이 이루어지기 때문에 전송속도가 느린 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 메시지 데이터를 1바이트씩 입력받아 이를 전 상태의 CRC레지스터값과 식 S' = X³²U'(X) = R_g(x)[X³²(b(X)+X⁸U(X))]에 의해 연산하는 제 1단계와 ; 상기 단계에서 연산된 값을 CRC레지스터에 저장하는 제 2단계와 ; 메시지 데이터가 모두 입력될 때까지 상기 제 1단계 및 제 2단계를 반복하는 제 3단계와 ; 상기 제 3단계의 수행결과 메시지 데이터가 모두 처리되면 이를 상기 메시지 데이터와 합하여 송신하는 제 4단계로 이루어진 데이터 오류체크 방법을 창안한 것으호, 이와같이 본 발명은 본 발명은 메시지 데이터를 8비트씩 입력받아 이를 바로전에 계산된 CRC 레지스터값과 소정식을 통해 연산하는 방식으로 CRC부호 생성시 8비트씩 처리할 수 있어 전송속도를 빨리 할 수 있는 효과가 있다.

Description

데이터 오류체크 방법

제1도는 종래 순환여분방식의 회로 구성도.

제2도는 식(1)에 있어서, i와 R_g(x)[Xⁱ]와의 관계를 나타낸 표.

제3도는 16진수와 2진수의 관계를 나타낸 표.

제4도는 8비트 시프트 후의 CRC레지스터의 값을 나타낸 표.

제5도는 본 발명에서 CRC값을 계산하기 위한 회로 구성도.

제6도는 본 발명의 베리로그(verilog) 하이레벨데이타링크제어순서도.

본 발명은 데이터의 오류체크 방법에 관한 것으로, 특히 순환여분검사(cyclic Redundancy Check : CRC) 오류체크 방법에 있어서, CRC부호 생성시 데이터의 처리를 8비트씩 하게 함으로써 처리속도를 향상시키는데 적당하도록 한 데이터 오류체크 방법에 관한 것이다.

순환여분검사(cyclic Redundancy Check : CRC)란 데이터 오류검출방식의 하나로, 송신데이타를 어떤 룰에 의해 변형시키고, 그 변형된 데이터에 대한 CRC부호를 작성한 다음 그 변형된 데이터에 CRC부호를 부가하여 송신하도록 하고, 수신측은 수신데이타를 체크하여 오류를 검출한다.

상기 데이터의 변형에는 특수한 논리연산의 곱셈이 행하여지고, 수신 데이터에는 마찬가지의 나눗셈이 행하여지는 것이 이 방식의 특징이다. 이 나눗셈에서 나머지의 유무에 의해 데이터의 오류여부가 결정된다.

이때, CRC부호를 만들기 위한 다항식 G(X)는 미리 정해져 있는데, CRC-32의 경우에는 아래의 식으로 규정되어 있다.

G(X) = X³²+X²⁶+X²³+X²²+X¹⁶+X¹²+X¹¹+X¹⁰+X⁸+X⁷+X⁵+X⁴+X²+X +1

이때, 상기 다항식 G(X)을 생성 다항식이라 한다.

상기 CRC오류체크 방법에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

계산을 쉽게 하기 위해 생성 다항식 G(X)를

G(X) = X⁶+X⁴+X²+1

이라하고, 아래 식과 같이 표시되는 송신데이타(D)가 있다고 하자

D = X⁷+X⁴+X²+X

먼저, 생성 다항식 G(X)의 최고차 항을 송신데이타(D)에 곱하여 송신데이타를 변형시킨다. 이를 D'라 하면,

D' = D × X⁶

= (X⁷+X⁴+X²+X) × X⁶

= X¹³+X¹⁰+X⁸+X⁷

이다.

이와 같이 변형된 데이터(D')가 만들어지면 그 변형된 데이터(D')를 상기 생성 다항식 G(X)로 나누는데, 그 결과 몫과 나머지는 아래 식과 같이 된다.

(X¹³+X¹⁰+X⁸+X⁷)/ (X⁶+X⁴+X²+1)하면, 몫은 X⁷+X⁵+X⁴+X +1, 나머지는 X³+X²+X +1

이때, 상기 나머지 X³+X²+X +1를 CRC부호로 한다.

이제 상기 CRC부호(X³+X²+X +1)와 상기 변형된 데이터(D')를 더하면 죄종 송신할 데이터(S)가 되는 것이다. 즉 S는

S = (X¹³+X¹⁰+X⁸+X⁷) + (X³+X²+X+1)

= X¹³+X¹⁰+X⁸+X⁷+X³+X²+X +1

이다.

이때, 수신측은 아래 식과 같이 상기 데이터(S)를 수신하여 이를 생성 다항식 G(X)로 나누어 그 나머지가 제로(0)이면 데이터의 오류가 없다고 판단한다.

S/G(X) = (X¹³+X¹⁰+X⁸+X⁷) + (X³+X²+X +1)/(X⁶+X⁴+X²+1)

= X⁷+X⁵+X⁴+X + 1(나머지 = 0)

이때, 상기 CRC 오류체크 방법 중에서 CRC-32의 계산방법을 회로적으로 나타내면 제1도에 도시한 바와 같이 시프터레지스터(Sn)와 배타적오아게이트(XOR)들로 구성할 수 있다.

동작하는 과정은 입력 메시지의 1비트가 CRC-32의 생성다항식에 따라 배타적오아링 되거나 다음 CRC레지스터(Sn)로 스프트되어짐으로써 한 번에 1비트씩 계산되어 CRC레지스터에 저장된다.

이상에서 설명한 바와 같이 종래의 순환여분검사방식은 한번에 1비트의 CRC계산만이 이루어지기 때문에 전송속도가 느린 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 데이터를 8비트 병렬로 처리하도록 알고리즘을 구성하여 전송속도를 향상 시킬 수 있도록 한 데이터 오류체크 방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 데이터 오류체크 방법은 메시지 데이터를 1바이트씩 입력받아 이를 전 상태의 CRC레지스터값과 아래 식에 의해 연산하는 제 1단계와 ; 상기 단계에서 연산된 값을 CRC레지스터에 저장하는 제 2단계와 ; 메시지 데이터가 모두 입력될 때까지 상기 제 1단계 및 제 2단계를 반복하는 제 3단계와 ; 상기 제 3단계에의 수행결과 메시지 데이터가 모두 처리되어 CRC부호가 생성되면 이를 상기 메시지 데이터와 합하여 송신하는 제 4단계로 이루어진다.

S' = X³²U'(X)

= R_g(x)[X³²(b(X) +X⁸U(X))]

단, U(X) = b(X) +X8U(X)

X⁸X³²U(X)는 8비트 시프트된 전상태의 CRC레지스터값.

b(X)는 새로 입력된 8비트 메시지 데이터.

X³²는 생성다항식의 최고차항.

S는 CRC부호 : [X³²(b(X) + X⁸U(X))]를 생성다항식[g(X)]으로 나눈 나머지.

이하, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 메시지 데이터를 U(X)라고, CRC 부호를 생성하기 위한 생성다항식을 g(X)라 하면, 송신데이타 U(X)와 생성다항식 g(X)의 일반식은 아래와 같다.

U(X) = U₀+U₁X+U₂X²+...U₇X⁷

g(X) = 1+X +X²+X⁴+X⁵+X⁷+X⁸+X¹⁰+X¹¹+X¹²+X¹⁶+X²²+X²³+X²⁶+X³²

CRC부호는 생성다항식 g(X)의 최고차항을 송신데이타의 다항식U(X)에 곱하고, 이를 다시 생성다항식 g(X)로 나눈 나머지 S(X)로 정의되는데, 이를 식으로 표현하면 아래와 같다.

R_g(x)[U(X) g(X)의 최고차항]= R_g(x)[X³²U(X)]

이때, 상기 X³²U(X)는 X³²U(X) = a(X) g(X) + S(X)와 같이 표현할 수 있다.

단, a(X)는 X³²U(X)를 g(X)로 나눈 몫이다. 그리고 나머지 S(X)의 일반식은

S(X) = S₀+S₁X +S₂X²+...+S₃₁X³¹

이다.

상기와 같이 8비트의 데이터가 처리되면 이는 우측으로 8비트 시프트되고, 그 빈 자리에는 8비트의 새로운 데이터가 입력된다.

그 입력되는 새로운 데이터를 b(X)=b₀+b₁X +b₂X²+^...+b₇X⁷라고 하면, 새로 처리할 데이터 U'(X)는 전 상태에서 처리된 CRC레지스터의 값 즉, U(X)와 새로 입력된 8비트의 메시지 데이터 b(X)와의 합이 된다. 이를 식으로 나타내면 아래와 같다.

U'(X)=b(X)+X⁸U(X) 단, X⁸은 8비트 시프트됨을 표시한다.

상기 U'(X)에 대한 CRC부호를 구하기 위해 먼저, 생성다항식의 최고차항인 X³²를 곱하면, X³²U'(X)가 된다. 이때, X³²U'(X)은 아래 식과 같이 전개된다.

X³²U'(X) = X³²[b(X) + X⁸U(X)]

= X³²b(X) + X⁸[X³²U(X)]

= X³²b(X) + X⁸[a(X)g(X) + S(X)]

= X³²b(X) + X⁸[a(X)g(X)]+ X⁸S(X)

이제, X³²U'(X)를 이용하여 나머지 S'(X)를 구하면 아래 식과 같다.

S'(X) = R_g(X)[X³²U'(X)]

이때, 상기 식 U'(X) = b(X)+X⁸U(X)을 식 S'(X) = R_g(X)[X³²U'(X)]에 대입하면 아래 식과 같다.

S'(X) = R_g(X)[X³²(b(X)+X⁶U(X))]

= R_g(X)[X³²b(X) + X⁸X³²U (X)]

이다.

이때, X³²U(X) = a(X)g(X) + S(X)이므로

R_g(X)[X³²b(X) + X⁸X³²U(X)]

= R_g(X)[X³²b(X) + X⁸a(X) g(X) + X⁸S(X)]

= R_g(X)[X³²b(X)]+R_g(X)[X⁸a(X)g(X)]+R_g(X)[X⁸S(X)]

으로 쓸수 있다.

또한 상기 X⁸a(X)g(X)를 g(X)로 나누면 그 몫은 X⁸a(X) 나머지는 0 이므로 R_g(X)[X⁸a(X)]항은 0이 된다.

따라서,

S'(X) = R_g(X)[X³²b(X)]+ R_g(X)[X⁸S(X)]

= R_g(X)[X³²b(X) + X⁸S(X)]

이 된다.

상기 식을 b(X)와 S(X)의 일반식을 사용하여 전개하면

S'(X) = R_g(X)[X³²(b₀+b₁X¹+b₂X²+b₃X³+b₄X⁴+b₅X⁵+b₆X⁶+b₇X⁷]+X⁸(S₀+S₁X¹+^..+S₃₁X³¹)]

=(b₀+S₂₄)X³²+ (b₁+S₂₅)X³³+ … + (b₇+S₃₁)X³⁹+ S₀X⁸+ S₁X⁹+^...+ S₂₃X³¹

로 쓸 수 있다.

또한 상기 식을 일반화하면

로 쓸 수 있는데, 이 식에서 (b_i+ S_24+i)을 설명의 편의상 ti로 놓으면, 상기 식은

이 된다.

그리고 S₀X⁸+ S₁X⁹+ … + S₂₃X³¹을 g(X)로 나눈 몫은 0이고, 나머지는 S₀X⁸+ S₁X⁹+ … + S₂₃X³¹이기 때문에 (S₀X⁸+ S₁X⁹+ … + S₂₃X³¹)을 Rg(x) 밖으로 뺄 수 있다. 따라서

이 된다.

이때, 상기 식(1)에서 i와 R_g(X)[Xⁱ]와의 관계를 나타낸 제 2 도와 16진수와 2진수의 관계를 나타낸 제 3 도를 참조하여, 상기 식에서 8비트 시프트 후의 CRC 레지스터의 값을 계산하면 제 4도에 도시한 바와같다.

다시 8비트 시프트 후의 CRC 레지스터의 값을 쓰면 아래와 같다.

S'0 = t0+t1+b0+b6+s24+s30

S'1 = t0+t1+t6+t7

S'2 = t0+t1+t2+t6+t7

S'3 = t1+t2+t3+t7

S'4 = t0+t2+t3+t4+t6

S'5 = t0+t1+t3+t4+t5+t6+t7

S'6 = t1+t2+t4+t5+t6+t7

S'7 = t0+t2+t3+t5+t7

S'8 = S0+t0+t1+t3+t4

S'9 = S1+t1+t2+t4+t5

S'10 = S2+t0+t2+t3+t5

S'11 = S3+t0+t1+t3+t4

S'12 = S4+t0+t1++t2+t4+t5+t6

S'13 = S5+t1+t2+t3+t5+t6+t7

S'14 = S6+t2+t3+t4+t6+t7

S'15 =S1+t3+t4+t5+t7

S'16 = S8+t0+t4+t5

S'17 =S9 +t1+t5+t6

S'18 =S10+t2+t6+t7

S'19 =S11+t3+t7

S'20 =S12+t4

S'21 =S13+t5

S'22 =S14+t0

S'23 =S15+t0+t1+t6

S'24 =S16+t1+t2+t7

S'25 =S17+t2+t3

S'26 =S18+t0+t3+t4+t5+t6

S'27 =S19+t1+t4+t5+t7

S'28 =S20+t2+t5+t6

S'29 =S21+t3+t6+t7

S'30 =S22+t4+t7

S'31 =S23+t5

그리고 본 발명을 회로구성으로 나타내면 제 5 도에 도시한 바와 같다. 참고로 본 발명의 베리로그(verilog) 하이레벨데이타링크제어순서(HDL)도를 제 6 도에 도시하였다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 메시지 데이터를 바로전에 계산된 CRC 레지스터값과 소정식에 의한 연산을 통해 CRC부호를 생성하게 함으로써 한 번에 8비트씩 처리할 수 있어 전송속도를 빠르게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

메시지 데이터를 1바이트씩 입력받아 이를 전 상태의 CRC레지스터값과 아래식에 의해 연산하는 제 1단계와 ; 상기 단계에서 연산된 값을 CRC레지스터에 저장하는 제 2 단계와 ; 메시지 데이터가 모두 입력될 때까지 상기 제 1 단계 및 제 2 단계를 반복하는 제 3 단계와 ; 상기 제 3단계에의 수행결과 메시지 데이터가 모두 처리되어 CRC부호가 생성되면 이를 상기 메시지 데이터와 합하여 송신하는 제 4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 데이터 오류체크 방법.

S' = X³²U'(X)

= R_g(X)[X³²(b(X)+X⁸U(X)]

단, U' (X) = b(X)+ X⁸U(X)

X⁸X³²U(X)는 8비트 시프트된 전상태의 CRC레지스터값.

b(X)는 새로 입력된 8비트 메시지 데이터.

X³²는 생성다항식의 최고차항.

S'는 CRC부호 : [X³²(b(X)+X⁸U(X))]를 생성다항식[g(X)]으로 나눈 나머지.