基於Modbus三種CRC16校驗方法的效能對比
阿新 • • 發佈：2020-03-29
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#1.背景介紹
主要應用場景在物聯網中，底端設備註冊報文的上報，需要對報文的有效載荷(data)進行CRC16的複驗，驗證與裝置端的CRC校驗是否相等，如果相等，報文有效，裝置上報就會註冊成功，不是第一次則會重新整理心跳時間，避免通訊中斷告警。裝置的報文結果以及裝置的CRC16位置如下：
平臺端需要重新對註冊包內容（不包含裝置的CRC計算位元組）進行CRC校驗計算，與裝置端的CRC校驗對比。如果相等，則平臺端的CRC校驗成功。
>備註：本文的CRC校驗全部指CRC16的校驗。
#2. CRC校驗的三種方法
本文側重測試CRC的效能，不講CRC校驗的原理，因為CRC只是個校驗資料準確性的工具，而且每個報文（不單單心跳報文），還有AI,DI,DO,AO，告警報文等都需要校驗，因此，執行CRC程式段的效能顯得尤為重要。
**如果讀者對CRC的校驗原理感興趣，請自行網上搜索相關資料進行深入研究，此處不再展開。**
##2.1. 直接計算CRC校驗
以下程式碼已經做過驗證，與裝置端的CRC校驗碼相等（協議是基於變種的私有modbus協議），具體校驗步驟可參考如下程式註釋。最終將此類封裝在了Crc16的幫助類裡面。
```
///
/// 計算CRC16校驗碼
///
/// 查表法計算CRC16.
/// 校驗值
public static UInt16 calCRC16(byte[] dataIn, int length)
{
UInt16 i;
UInt16 nAccum = 0;
for (i = 0; i < length; i++)
nAccum = (UInt16)((nAccum << 8) ^ (UInt16)CRC16Table[(nAccum >> 8) ^ dataIn[i]]);
return nAccum;
}
```
#3.三種校驗方式的測試方法
##3.1.直接計算CRC校驗的時間測試
```
DateTime beforCrc = DateTime.Now;
var CrcValue=CRC16.GetCRC16(validBuff);
DateTime afterCrc = DateTime.Now;
TimeSpan ts = afterCrc.Subtract(beforCrc);
Console.WriteLine("校驗結果{1}{2}。直接計算CRC校驗總 {0}ms.", ts.TotalMilliseconds,CrcValue[0].ToString("X , CrcValue[1].ToString("X2"));
```
##3.2.查短表計算CRC校驗的時間測試
```
beforCrc = DateTime.Now;
var CrcValue_ShotTable=CRC16.CalcCRC16(validBuff);
afterCrc = DateTime.Now;
var ts_table = afterCrc.Subtract(beforCrc);
Console.WriteLine("校驗結果{1}。查表計算CRC校驗總共花費 ms.", ts_table.TotalMilliseconds, CrcValue_ShotTab ToString("X2"));
```
##3.3.查長表計算CRC校驗的時間測試
根據網上的資源，測試計算結果有問題。校驗結果昨天調了1天沒調成功，而且效能跟查短表幾乎一樣，還需要佔用更多記憶體，所以直接pass。
```
beforCrc = DateTime.Now;
var CrcValue_LongTable = CRC16.calCRC16(validBuf validBuff.Length-2);
afterCrc = DateTime.Now;
ts = afterCrc.Subtract(beforCrc);
Console.WriteLine("校驗結果{1}。查長表計算CRC校驗總 {0}ms.", ts.TotalMilliseconds, CrcValue_LongTab ToString("X2"));
```
#4.校驗結果的測試
##4.1. CRC靜態幫助類中的校驗結果方法
這裡最終是採用2.2. 查短表法計算CRC16校驗。通過預設設定模式mode="Table"呼叫。校驗成功返回true，校驗失敗返回false。
```
///
/// 驗證CRC16校驗碼
///
/// 校驗資料(包含底端裝置上傳的CRC校驗值)
/// 多項式碼
/// 校驗碼初始值
///
版權宣告：本文為博主原創文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議，轉載請附上原文出處連結和本宣告。
本文連結：https://www.cnblogs.com/JerryMouseLi/p/12592
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