[发明专利]使用一组多项式来确定消息余式

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及一种用于确定消息m(x)的余式的方法、装置和设备。

背景技术

[0002]例如，由于多种原因可能会损坏通过网络连接传输或从存储设备取回的数据。例如，有噪声的传输线可将“1”信号改变为“0”，或反之亦然。为了检测损坏，数据经常伴随有从该数据导出的一些值，如校验和。数据的接收机可重新计算校验和并与原始校验和相比较来确认数据可能无误传输。

[0003]识别数据损坏的常用技术被称为循环冗余校验(CRC)。虽然不是字面上的校验和，但是以非常相同的方式使用CRC值。即，原始计算的CRC与重新计算的CRC的比较可可以以非常高的概率识别数据损坏。CRC计算基于把消息比特解释为多项式，其中消息的每个比特代表一个多项式系数。例如，消息“1110”相应于多项式x³+x²+x+0。消息除以称为密钥的另一个多项式。例如，其它多项式可能是“11”或x+1。CRC是消息除以密钥的余数。但是，CRC多项式除法稍微不同于普通的除法，因为它在有限域GF(2)(即，模2的整数集)计算。更简单提出：偶数系数变成零且奇数系数变成一。

[0004]已开发了多种技术来执行CRC计算。第一种技术使用专用CRC电路来实现特定多项式密钥。这个方法可产生具有很小面积(footprint)的速度很快的电路。但是考虑到使用的多项式密钥，速度和大小经常以不灵活为代价实现。另外，支持多个密钥可几乎线性地增加支持的每个密钥的电路面积。

[0005]第二种常用技术特征是CRC查找表，在该表中对于给定的多项式以及数据输入和余数的组，计算和存储了所有可能的CRC结果。确定CRC成为执行表格查找的简单方式。但是，这个方法一般具有相对大的电路面积且可需要完全重新填充查找表，来改变正使用的多项式密钥。

[0006]第三种技术是可编程CRC电路。这几乎允许在合理有效的芯片面积(die area)数量内支持任何多项式。不幸的是，这个方法比上述方法的性能低得多。

发明内容

[0007]根据本发明的一个方面，提供了用于确定消息m(x)的余式的方法，该方法包括：载入从第一多项式g(x)导出的一组多项式中的每一个的至少一部分；和使用一组级来确定相应于m(x)mod g(x)的消息余式，该组级中的个别级将该组多项式中相应一个的至少一部分应用到该组级中前一个级输出的数据。

[0008]根据本发明的另一个方面，提供了一种关于第一多项式g(x)在有限域GF(2)确定消息m的余式的装置，该装置包括：一组存储元件，存储从第一多项式g(x)导出的一组多项式中的每一个的至少一部分；和一组级，耦合到该组存储元件中相应的存储元件，该组级中相应的级包括数字逻辑门，将存储在该组存储元件中相应存储元件中的值应用到该级的相应输入。

[0009]根据本发明的另一个方面，提供了一种设备，包括：至少一个媒体接入控制器(MAC)，从网络接收消息；至少一个处理器，可通信地耦合到该至少一个媒体接入控制器；该设备包括关于第一多项式g(x)在有限域GF(2)确定消息的余式的电路，该电路包括：一组存储元件，存储从第一多项式g(x)导出的一组多项式；和一组级，耦合到该组存储元件中相应的存储元件，该组级中的相应级包括数字逻辑门，将存储在该组存储元件中相应存储元件中的值应用到相应级的相应输入。

附图说明

[0010]图1是示出了应用一组预先计算的多项式来确定多项式除法余式的一组级的示图。

[0011]图2是一组预先计算的多项式的示图。

[0012]图3是示出了对预先计算的多项式和输入数据执行并行操作的级的示图。

[0013]图4A和4B是采样级的数字逻辑门的示图。

[0014]图5是计算多项式除法余式的系统示图。

具体实施方式

[0015]图1示出了可编程循环冗余校验(CRC)电路100的采样实施方式。电路100可粗略地实现与查找表CRC实施方式一样的性能并且仅稍微比在典型多项式上操作的专用CRC电路实施方式慢。从芯片面积的观点，电路100可能是比查找表方法小的数量级且在专用电路实施方式的数量级内。