循環冗余校驗確保正確的數據通信

在工業環境中，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重要。舉例來說，如果發送給控制機器臂位置的DAC 的數據遭到破壞，機器臂就會按非預期的方向移動，這不僅危險，而且代價巨大。試想一下，機器臂如果砸到生產線上的新車，或者更糟，砸到生產工人，后果會怎樣？

　　有幾種方法可以確保收到正確數據后才執行動作。最簡單的方式就是控制器回讀所發送的數據。如果接收的數據與發送的數據不匹配，則說明其中一者已受到破壞，必須發送新數據并進行驗證。這種方法的確可靠，但產生的開銷也很大，每段數據都必須經過驗證，傳輸的數據量要翻一倍。

　　另一種替代方法是循環冗余校驗（CRC），即隨每個數據包發送一個校驗和（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。校驗和一般通過向數據應用一個多項式方程式來生成。應用于一個24 位字時，CRC-8 可產生一個8 位校驗和。將校驗和與數據組合在一起，全部32 位都發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可挑剔解決方案，但卻比讀寫方法更加高效。

　　ADI 公司的眾多DAC 都采用了分組差錯校驗（PEC）的形式來實現CRC。不需要PEC 功能時，則寫入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。控制器清除錯誤，使引腳返回高電平，并重新發送數據。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 寫入