[发明专利]一种矢量CRC校验指令的设计方法

说明书

技术领域

一种DSP中矢量CRC校验指令的设计方法，涉及通信芯片中的数字信号处理，属于通信、存储领域，特别涉及数字信号处理芯片中CRC校验模块的设计。

背景技术

CRC编码是一种循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check)，是数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和检验字段的长度可以任意选定。

CRC校验的基本思想是利用线性编码理论，在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个检验码r位，附在信息后，构成一个新的二进制码序列共(k+r)位，最后发送出去。接收端根据同样的规则校验，以确定传送中是否出错。

传统的CRC校验实现方法有软件方法和硬件方法，软件方法主要有直接计算法和查表法，直接计算法适用于所有长度的数据校验，最为灵活，但由于是按位计算，是一种串行计算方法，效率差，速度慢。查表法按字节计算CRC校验，是一种并行计算方法，但是需要提前存储一个256字节的表格，会占用较多的硬件资源。硬件实现方法的优点是计算速度快、效率高，但灵活性较差、不具有通用性，成本高。

随着通讯技术的发展，对数据的处理效率要求越来越高，越来越多的设计方法选择了CRC的硬件实现方式，为了克服硬件实现方式灵活性和通用性差的缺点，在处理器中设计CRC校验指令逐渐成为一种趋势，Intel公司提出了一套灵活CRC指令集(CN 102096609 A)，任给一个CRC多项式和数据，都可以对数据进行多项式规定的CRC校验，其实现过程是首先通过多项式求模运算对CRC多项式进行扩展，得到预计算扩展多项式，然后对数据进行混洗，混洗后利用扩展多项式反复对数据在Galois域上做多项式除法，最后得到CRC校验结果，此种CRC指令集虽然使用灵活，但是实现流程复杂，运行效率较低。

本DSP主要面向通信领域，使用的CRC校验种类比较固定，所以直接在DSP中设计了CRC的专用指令，指令设计简单，运行效率高，设计方法与Intel的灵活CRC指令集有本质的区别。通过软件编程调用这些CRC指令即可快速完成CRC校验，实现简单、快速且节省资源。本发明利用SIMD(Single Instruction Multiple Data)技术、流水线技术和指令并发技术大幅提高了CRC校验的速率。同时，本CRC校验的专用指令共享了处理器的部分硬件资源，节省了硬件开销。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明设计了一种全新的矢量CRC执行单元，在此基础上完实现了矢量CRC5校验指令、矢量CRC8校验指令、矢量CRC16校验指令、矢量CRC24校验指令、矢量CRC32校验指令的设计以及使用这些指令设计的CRC校验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：全新的矢量CRC执行单元由硬件复用管理单元和状态寄存器并行转移单元组成，硬件复用管理单元控制各条矢量CRC指令充分复用硬件资源，可以保证使用较少的硬件资源即可完成多条矢量CRC指令的设计，减少了硬件开销；状态寄存器并行转移单元在输入8bit数据后只需要一个周期即可完成状态寄存器值的转移，运行效率高。

矢量CRC5校验指令是8路并行CRC校验指令，每次调用该指令可计算8bit数据，输入8bit数据后通过推导出的CRC5并行计算公式一个周期即可完成CRC计算，将所有数据计算完成后，结果寄存器中剩余的5bit数据即是CRC校验结果。

矢量CRC8校验指令是8路并行CRC校验指令，每次调用该指令可计算8bit数据，输入8bit数据后通过推导出的CRC8并行计算公式一个周期即可完成CRC计算，将所有数据计算完成后，结果寄存器中剩余的8bit数据即是CRC校验结果。

矢量CRC16校验指令，每次调用该指令可计算8bit数据，输入8bit数据后通过推导出的CRC16并行计算公式一个周期即可完成CRC计算，将所有数据计算完成后，结果寄存器中剩余的16bit数据即是CRC校验结果。

矢量CRC24校验指令，每次调用该指令可计算8bit数据，输入8bit数据后通过推导出的CRC24并行计算公式一个周期即可完成CRC计算，将所有数据计算完成后，结果寄存器中剩余的24bit数据即是CRC校验结果。

矢量CRC32校验指令，每次调用该指令可计算8bit数据，输入8bit数据后通过推导出的CRC32并行计算公式一个周期即可完成CRC计算，将所有数据计算完成后，结果寄存器中剩余的32bit数据即是CRC校验结果。