CRC和Checksum信号的区别 Checksum信号在CAPL中实现的方法
crc与checksum区别
相信大家在can msg或者eth pdu中经常会看到checksum这种信号。提到checksum，就必须要说明一下crc校验，很多工程师会概念混淆，认为两者是同一个东西，实则它们有很大的区别。
01两者存放位置不同
crc校验：循环冗余检查(crc)是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。
通过crc概念可以得知，crc存放在crc场，而checksum存放在数据场之中，一般在数据场的第一个字节或者最后一个字节。
图1 标准数据帧格式
02两者应用场景不同
在can报文帧中，crc校验是发送器根据发送的bit进行多项式计算校验，结果放在15bit长度的crc位。接收器也是用相同的多项式计算总线上的数据，与接收到的校验值进行比较，相同则表示帧正确接收，并在ack时隙中发送显性状态，覆盖发送器的隐性位;如果不同接收节点在ack界定符之后发送错误帧。
图2 crc校验原理
crc校验是为了保证数据从一个can收发器发送到另外一个收发器的信号完整性，而数据场中checksum校验算法是为了校验数据被正确的打包与解包，并且checksum算法是可以自行制定的，计算规则的灵活度高。
checksum的应用场景
对于checksum而言，它的应用场景有以下三点：
01确保数据正确打包
有些ecu内部的变量在传递到can收发器之前就有可能发生错误，这种类型的错误can收发器是无法检测到的。报文中的信号和checksum校验是在应用层完成的，将报文中的各个字节进行校验，报文和checksum一起发送，并且在接收节点进行解析，从而确保数据链路完整和数据正确打包。
02实现数据加密
can网络是开放性的，can节点可以随时加入到总线当中，为了保证通信的安全性，ecu传输的关键控制信号需要进行加密，报文的发送方和接收方使用相同的checksum算法作为数据加密的密钥。接收方对比秘钥，如果不同，此条报文的数据不被使用，从而避免被其他节点的数据影响。checksum算法不在dbc等数据库文件中说明，可以单独保密，从而确保了数据的加密。
03提高数据的可信度
一帧报文在多个字节中可能出现位错误，一般情况下crc8校验的错误率为1/256，crc16校验的错误率为1/65536，crc32校验的错误率为1/(65536*65536)。通过checksum校验可以提高数据的可信度。
由于checksum的作用，其也常应用在车载以太网当中。
在capl中checksum信号实现
通常情况下，checksum和livecounter信号是成对出现的。在canoe中使用仿真节点与真实控制器交互，需要将livecounter和checksum信号仿真，这样才能成功通信。livecounter长度为4bit，它是用于报文发送计数的生命信号，每发送一帧报文后就对该livecounter位加1，会在0~15之间循环增加。在报文其他信号没有改变时，livecounter实时更新使得checksum信号跟着更新，提高校验的准确性。那么livecounter信号该如何仿真呢?下面以can总线dbc为例，介绍在capl中实现livecounter和checksum校验仿真。
capl是canoe和canalyzer中可用的类c的编程语言。capl中程序块的执行由事件控制，在专用的编译器中开发和编译，这样可以访问数据库中的所有对象以及系统变量，被汽车电子工程师们广泛使用。
下图为livecounter计算的代码，为了保证数据的准确性，进行一次checksum计算，这样就可以实现livecounter信号的仿真。
图3 livecounter计算代码
下图为示例报文中各个信号位置排布关系，在此报文中，checksum校验方式为前七个字节异或运算，将运算结果存放到最后一个字节。排布图中共有8个信号，它们的格式为motorola格式，也就是俗称的大端模式。
图4 报文中信号排布
capl只能访问到报文中的信号，无法访问到报文中的每个字节，要进行checksum计算，需要根据信号排布把前七个字节的真实值重新组合存放在一个byte类型的数组当中，然后对这个数组异或运算获取的结果为该报文中checksum信号值。
对于不同长度的信号，需要声明不同类型的数组来存放不同的信号。byte类型长度为1字节，声明两个byte *[8]类型的数组(*为省略的数组名称)分别存放长度小于一字节的信号和重组后每个字节的真实值;int类型长度为2字节，声明int *[8]类型的数组存放长度为1-2字节的信号;long类型长度为4字节，声明long *[8]类型的数组存放长度为2-4字节的信号。下图为checksum中信号长度小于1字节的字节重组示例代码。
图5 checksum字节重组示例代码
另外，参与checksum计算的是信号的真实值而不是物理值，如果信号中有偏移量和比例因子，在赋值时需要将信号加上偏移量，并除以比例因子以获得真实值。
图6 信号描述
为了保证和真实控制器通信正常，checksum数据必须准确，checksum计算步骤一般写成无返回值函数(void)，在livecounter信号改变或者其他信号改变时调用计算。
正确计算的livecounter和checksum信号曲线如下图所示。
图7 livecounter和checksum信号曲线
总结
本文重点描述了crc和checksum信号的区别以及checksum信号在capl中实现的方法。capl编程作为canoe的灵魂，使canoe满足仿真、分析、测试和诊断的各种复杂的要求，同时使canoe的功能得以不断扩展。
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注：图片来自于vector。
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通过crc概念可以得知，crc存放在crc场，而checksum存放在数据场之中，一般在数据场的第一个字节或者最后一个字节。
图1 标准数据帧格式
02两者应用场景不同
在can报文帧中，crc校验是发送器根据发送的bit进行多项式计算校验，结果放在15bit长度的crc位。接收器也是用相同的多项式计算总线上的数据，与接收到的校验值进行比较，相同则表示帧正确接收，并在ack时隙中发送显性状态，覆盖发送器的隐性位;如果不同接收节点在ack界定符之后发送错误帧。
图2 crc校验原理
crc校验是为了保证数据从一个can收发器发送到另外一个收发器的信号完整性，而数据场中checksum校验算法是为了校验数据被正确的打包与解包，并且checksum算法是可以自行制定的，计算规则的灵活度高。
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图3 livecounter计算代码
下图为示例报文中各个信号位置排布关系，在此报文中，checksum校验方式为前七个字节异或运算，将运算结果存放到最后一个字节。排布图中共有8个信号，它们的格式为motorola格式，也就是俗称的大端模式。
图4 报文中信号排布
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