嵌入式开发：在嵌入式系统中验证传感器和通信数据的3个技巧-- 迪族网

嵌入式开发：在嵌入式系统中验证传感器和通信数据的3个技巧

来源：粤嵌　2022-04-22 10:02:51

我曾经参与过一个项目，其中来自传感器的数据被破坏并且无法验证传感器数据是否正确!在今天的文章中，让我们看看嵌入式开发人员在数据完整性方面的几种方法。

技巧1 – 至少使用奇偶校验

奇偶校验是一种数据完整性机制，它查看数据流中1的数量，然后调整奇偶校验位以使 1 的总数为奇数或偶数。例如，假设传感器传输 16 位宽且奇校验的数据消息。其中一位，通常是最低有效位 (LSB) 将用于设置奇偶校验。如果要发送的数据是：

1000 1000 1000 100x

然后为了奇校验，将 x 设置为 1，这样数据中有五个1。如果奇偶校验是偶数，那么 x 将被设置为 0，因为数据中已经有四个1。

奇偶校验适用于检测单个位翻转。如果零变成一或一变成零，则可以检测到奇偶校验错误。但是，如果两个或更多位翻转，则可能无法检测到错误。为此，需要更强大的技术。

技巧2 – 使用校验和

校验和是一种算法，旨在检测数据集中自然或随机发生的错误。通常在一组数据上计算校验和，然后得出数据的校验和。数据集通常包含数据中的校验和，因此嵌入式开发人员在计算校验和时会忽略这些字节，然后将计算出的校验和与数据附带的校验和进行比较，以查看它们是否匹配。

重要的是要认识到并非所有校验和都相同，并且可以检测到不同的错误。例如，一个校验和可能能够检测到单个位已经改变，但不同的校验和可能能够检测几个位是否同时改变。仅仅因为发现校验和匹配并不能保证数据中没有错误!校验和也擅长检测随机错误，但不一定会检测到故意更改，例如有人试图破坏系统。开发人员需要仔细选择他们选择用于其应用程序的校验和。

技巧3 – 使用循环冗余校验 (CRC)

CRC实际上是一个校验和，但它是一种非常特殊的校验和。CRC 是使用多项式除法计算校验和的校验和。可以想象，在嵌入式系统上，尤其是基于微控制器的嵌入式系统上，执行多项式除法的计算成本很高!不过，还有一些额外的好处，即 CRC 可以检测到比简单校验和更大范围的错误。CRC 非常有效，以至于许多微控制器供应商将包括一个基于硬件的 CRC 计算器，以允许开发人员有效地使用 CRC。不幸的是，它是否包含在内是非常偶然的，因此开发人员需要仔细阅读他们的微控制器数据表。

结论

在数据收集和分析不断增长的世界中，重要的是要意识到我们的系统不能只信任总线上的每一点数据。电磁干扰、宇宙射线和其他来源会导致位翻转并损坏，如果没有某种机制来检测这些位翻转，则可能会对数据采取行动，虽然在许多情况下这没什么大不了的，但有时它可能对系统造成灾难性影响，所以嵌入式开发人员尤其要注意，我们今天讨论的三种技术简单且易于实施，并且可以对进出系统的所有数据进行简单的完整性检查。

关键词：开发人员奇偶校验微控制器

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