技術領域

一種DSP中矢量CRC校驗指令的設計方法，涉及通信芯片中的數字信號處理，屬于通信、存儲領域，特別涉及數字信號處理芯片中CRC校驗模塊的設計。

背景技術

CRC編碼是一種循環(huán)冗余校驗碼(Cyclic?Redundancy?Check)，是數據通信領域中最常用的一種差錯校驗碼，其特征是信息字段和檢驗字段的長度可以任意選定。

CRC校驗的基本思想是利用線性編碼理論，在發(fā)送端根據要傳送的k位二進制碼序列，以一定的規(guī)則產生一個檢驗碼r位，附在信息后，構成一個新的二進制碼序列共(k+r)位，最后發(fā)送出去。接收端根據同樣的規(guī)則校驗，以確定傳送中是否出錯。

傳統(tǒng)的CRC校驗實現(xiàn)方法有軟件方法和硬件方法，軟件方法主要有直接計算法和查表法，直接計算法適用于所有長度的數據校驗，最為靈活，但由于是按位計算，是一種串行計算方法，效率差，速度慢。查表法按字節(jié)計算CRC校驗，是一種并行計算方法，但是需要提前存儲一個256字節(jié)的表格，會占用較多的硬件資源。硬件實現(xiàn)方法的優(yōu)點是計算速度快、效率高，但靈活性較差、不具有通用性，成本高。

隨著通訊技術的發(fā)展，對數據的處理效率要求越來越高，越來越多的設計方法選擇了CRC的硬件實現(xiàn)方式，為了克服硬件實現(xiàn)方式靈活性和通用性差的缺點，在處理器中設計CRC校驗指令逐漸成為一種趨勢，Intel公司提出了一套靈活CRC指令集(CN?102096609?A)，任給一個CRC多項式和數據，都可以對數據進行多項式規(guī)定的CRC校驗，其實現(xiàn)過程是首先通過多項式求模運算對CRC多項式進行擴展，得到預計算擴展多項式，然后對數據進行混洗，混洗后利用擴展多項式反復對數據在Galois域上做多項式除法，最后得到CRC校驗結果，此種CRC指令集雖然使用靈活，但是實現(xiàn)流程復雜，運行效率較低。

本DSP主要面向通信領域，使用的CRC校驗種類比較固定，所以直接在DSP中設計了CRC的專用指令，指令設計簡單，運行效率高，設計方法與Intel的靈活CRC指令集有本質的區(qū)別。通過軟件編程調用這些CRC指令即可快速完成CRC校驗，實現(xiàn)簡單、快速且節(jié)省資源。本發(fā)明利用SIMD(Single?Instruction?Multiple?Data)技術、流水線技術和指令并發(fā)技術大幅提高了CRC校驗的速率。同時，本CRC校驗的專用指令共享了處理器的部分硬件資源，節(jié)省了硬件開銷。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是：本發(fā)明設計了一種全新的矢量CRC執(zhí)行單元，在此基礎上完實現(xiàn)了矢量CRC5校驗指令、矢量CRC8校驗指令、矢量CRC16校驗指令、矢量CRC24校驗指令、矢量CRC32校驗指令的設計以及使用這些指令設計的CRC校驗裝置。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：全新的矢量CRC執(zhí)行單元由硬件復用管理單元和狀態(tài)寄存器并行轉移單元組成，硬件復用管理單元控制各條矢量CRC指令充分復用硬件資源，可以保證使用較少的硬件資源即可完成多條矢量CRC指令的設計，減少了硬件開銷；狀態(tài)寄存器并行轉移單元在輸入8bit數據后只需要一個周期即可完成狀態(tài)寄存器值的轉移，運行效率高。

矢量CRC5校驗指令是8路并行CRC校驗指令，每次調用該指令可計算8bit數據，輸入8bit數據后通過推導出的CRC5并行計算公式一個周期即可完成CRC計算，將所有數據計算完成后，結果寄存器中剩余的5bit數據即是CRC校驗結果。

矢量CRC8校驗指令是8路并行CRC校驗指令，每次調用該指令可計算8bit數據，輸入8bit數據后通過推導出的CRC8并行計算公式一個周期即可完成CRC計算，將所有數據計算完成后，結果寄存器中剩余的8bit數據即是CRC校驗結果。

矢量CRC16校驗指令，每次調用該指令可計算8bit數據，輸入8bit數據后通過推導出的CRC16并行計算公式一個周期即可完成CRC計算，將所有數據計算完成后，結果寄存器中剩余的16bit數據即是CRC校驗結果。

矢量CRC24校驗指令，每次調用該指令可計算8bit數據，輸入8bit數據后通過推導出的CRC24并行計算公式一個周期即可完成CRC計算，將所有數據計算完成后，結果寄存器中剩余的24bit數據即是CRC校驗結果。

矢量CRC32校驗指令，每次調用該指令可計算8bit數據，輸入8bit數據后通過推導出的CRC32并行計算公式一個周期即可完成CRC計算，將所有數據計算完成后，結果寄存器中剩余的32bit數據即是CRC校驗結果。