c++ - CRC-16 (IBM) C++ での逆引き参照

Question

特定の出力に一致する Maxim CRC-16 アルゴリズムの作成に問題があります。以下に、プログラムを作成するために使用したリソースをリストしました。

上記の参照を使用して、ビットごとのアプローチとルックアップテーブルのアプローチの両方を使用して CRC-16 を計算する簡単なプログラムを作成しました。ビットごとのアプローチを以下に示します

#include "stdafx.h"
#include <string>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <stdint.h>

using namespace std;

#define POLY 0x8005 // CRC-16-MAXIM (IBM) (or 0xA001)

unsigned int crc16(uint8_t data_p[])
{
    unsigned char i,j;
    unsigned int data;
    unsigned int crc = 0x0000;//0xFFFF;
    count = 0;

    //for (j = 0; j < (sizeof(data_p)/sizeof(uint8_t)); j++)
    for (j = 0; j < 11; j++)
    {
        for (i=0, data=(uint8_t)0xff & data_p[j];
                i < 8;
                i++, data >>= 1)
        {
            if ((crc & 0x0001) ^ (data & 0x0001))
            {
                crc = (crc >> 1) ^ POLY;
            }
            else  crc >>= 1;
        }
    }

    crc = ~crc;
    data = crc;
    crc = (crc << 8) | (data >> 8 & 0xff);

    return (crc);
}

以下は、CRC-16 計算のルックアップテーブルバージョンです。

/*
 * CRC lookup table for bytes, generating polynomial is 0x8005
 * input: reflexed (LSB first)
 * output: reflexed also...
 */

const uint16_t crc_ibm_table[256] = {
  0x0000, 0xc0c1, 0xc181, 0x0140, 0xc301, 0x03c0, 0x0280, 0xc241,
  0xc601, 0x06c0, 0x0780, 0xc741, 0x0500, 0xc5c1, 0xc481, 0x0440,
  0xcc01, 0x0cc0, 0x0d80, 0xcd41, 0x0f00, 0xcfc1, 0xce81, 0x0e40,
  0x0a00, 0xcac1, 0xcb81, 0x0b40, 0xc901, 0x09c0, 0x0880, 0xc841,
  0xd801, 0x18c0, 0x1980, 0xd941, 0x1b00, 0xdbc1, 0xda81, 0x1a40,
  0x1e00, 0xdec1, 0xdf81, 0x1f40, 0xdd01, 0x1dc0, 0x1c80, 0xdc41,
  0x1400, 0xd4c1, 0xd581, 0x1540, 0xd701, 0x17c0, 0x1680, 0xd641,
  0xd201, 0x12c0, 0x1380, 0xd341, 0x1100, 0xd1c1, 0xd081, 0x1040,
  0xf001, 0x30c0, 0x3180, 0xf141, 0x3300, 0xf3c1, 0xf281, 0x3240,
  0x3600, 0xf6c1, 0xf781, 0x3740, 0xf501, 0x35c0, 0x3480, 0xf441,
  0x3c00, 0xfcc1, 0xfd81, 0x3d40, 0xff01, 0x3fc0, 0x3e80, 0xfe41,
  0xfa01, 0x3ac0, 0x3b80, 0xfb41, 0x3900, 0xf9c1, 0xf881, 0x3840,
  0x2800, 0xe8c1, 0xe981, 0x2940, 0xeb01, 0x2bc0, 0x2a80, 0xea41,
  0xee01, 0x2ec0, 0x2f80, 0xef41, 0x2d00, 0xedc1, 0xec81, 0x2c40,
  0xe401, 0x24c0, 0x2580, 0xe541, 0x2700, 0xe7c1, 0xe681, 0x2640,
  0x2200, 0xe2c1, 0xe381, 0x2340, 0xe101, 0x21c0, 0x2080, 0xe041,
  0xa001, 0x60c0, 0x6180, 0xa141, 0x6300, 0xa3c1, 0xa281, 0x6240,
  0x6600, 0xa6c1, 0xa781, 0x6740, 0xa501, 0x65c0, 0x6480, 0xa441,
  0x6c00, 0xacc1, 0xad81, 0x6d40, 0xaf01, 0x6fc0, 0x6e80, 0xae41,
  0xaa01, 0x6ac0, 0x6b80, 0xab41, 0x6900, 0xa9c1, 0xa881, 0x6840,
  0x7800, 0xb8c1, 0xb981, 0x7940, 0xbb01, 0x7bc0, 0x7a80, 0xba41,
  0xbe01, 0x7ec0, 0x7f80, 0xbf41, 0x7d00, 0xbdc1, 0xbc81, 0x7c40,
  0xb401, 0x74c0, 0x7580, 0xb541, 0x7700, 0xb7c1, 0xb681, 0x7640,
  0x7200, 0xb2c1, 0xb381, 0x7340, 0xb101, 0x71c0, 0x7080, 0xb041,
  0x5000, 0x90c1, 0x9181, 0x5140, 0x9301, 0x53c0, 0x5280, 0x9241,
  0x9601, 0x56c0, 0x5780, 0x9741, 0x5500, 0x95c1, 0x9481, 0x5440,
  0x9c01, 0x5cc0, 0x5d80, 0x9d41, 0x5f00, 0x9fc1, 0x9e81, 0x5e40,
  0x5a00, 0x9ac1, 0x9b81, 0x5b40, 0x9901, 0x59c0, 0x5880, 0x9841,
  0x8801, 0x48c0, 0x4980, 0x8941, 0x4b00, 0x8bc1, 0x8a81, 0x4a40,
  0x4e00, 0x8ec1, 0x8f81, 0x4f40, 0x8d01, 0x4dc0, 0x4c80, 0x8c41,
  0x4400, 0x84c1, 0x8581, 0x4540, 0x8701, 0x47c0, 0x4680, 0x8641,
  0x8201, 0x42c0, 0x4380, 0x8341, 0x4100, 0x81c1, 0x8081, 0x4040,
};

static inline uint16_t crc_ibm_byte(uint16_t crc, const uint8_t c)
{
    const unsigned char lut = (crc ^ c) & 0xFF;
    return (crc >> 8) ^ crc_ibm_table[lut];
}



/**
 * crc_ibm - recompute the CRC for the data buffer
 * @crc - previous CRC value
 * @buffer - data pointer
 * @len - number of bytes in the buffer
 */
uint16_t crc_ibm(uint16_t crc, uint8_t const *buffer, size_t len)
{
        while (len--)
                crc = crc_ibm_byte(crc, *buffer++);
        return crc;
}

これらの式を使用して、8 ビットの 16 進数の配列を計算し、CRC-16 チェックサム値を計算できます。コードはエラーなしでコンパイルおよび実行されます。

これらの計算の正確性を検証しようとすると、問題が発生します。私の目標は、CRC-16 をこのシステムと同じように機能させることです。つまり、別のシステムで使用されている CRC-16 計算をエミュレートするシステムを作成したいと考えています。

以下は、元のシステムの CRC-16 計算機に送信されるメッセージの説明です。

「この CRC は、最初に CRC ジェネレーターをクリアし、次に Write Scratchpad コマンドのコマンドコード (0Fh)、ターゲットアドレス (TA1 および TA2)、およびすべてのデータバイトをシフトインすることにより、CRC-16 多項式を使用して生成されます...データは、スクラッチパッドの先頭からスクラッチパッドに書き込まれます。」

これにより、次の入力を使用します。

uint8_t data1[11] =
{0x0F, 0x00, 0x00, 0x91, 0x0D, 0x38, 0xA0, 0x50, 0x00, 0x00, 0x00};

元のシステムでは、CRC-16 はとして0x4E2A出力されます。これは、ルックアップテーブルまたはビットごとの CRC-16 の出力ではありません。実際、ルックアップテーブル計算機からの CRC-16 出力は、ビットごとの計算機からの CRC-16 出力と一致しません。この計算に使用するテーブルは、CRC-16 を計算する際の他のアプローチと同じ方法で計算されていない可能性が高いため、これは大きな驚きではありません。

TL;DR: 最終的に、CRC-16 を計算して、与えられた入力を送信したときに元のシステムが与える出力と一致するようにしたいのです。また、CRC-16ルックアップテーブルを作成して、ビットごとのアプローチに一致させる方法についても学びたいと思っています(入力として8ビット数値の配列も使用します)。アドバイスをいただければ幸いです。

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このコード:

#include <stdio.h>

#define POLY 0xa001

unsigned crc16(unsigned crc, unsigned char *buf, size_t len)
{
    while (len--) {
        crc ^= *buf++;
        crc = crc & 1 ? (crc >> 1) ^ POLY : crc >> 1;
        crc = crc & 1 ? (crc >> 1) ^ POLY : crc >> 1;
        crc = crc & 1 ? (crc >> 1) ^ POLY : crc >> 1;
        crc = crc & 1 ? (crc >> 1) ^ POLY : crc >> 1;
        crc = crc & 1 ? (crc >> 1) ^ POLY : crc >> 1;
        crc = crc & 1 ? (crc >> 1) ^ POLY : crc >> 1;
        crc = crc & 1 ? (crc >> 1) ^ POLY : crc >> 1;
        crc = crc & 1 ? (crc >> 1) ^ POLY : crc >> 1;
    }
    return crc;
}

int main(void)
{
    unsigned crc;
    unsigned char buf[] = {0x75};

    crc = crc16(0x90f1, buf, 1);
    printf("%04x\n", crc);
    return 0;
}

は、maxim ページに示されている結果の例を出力します6390。

c++ - CRC-16 (IBM) C++ での逆引き参照

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