Automatische Lokanmeldung mit DCC/Railcom

CRC4

    In der automatischen Anmeldung werden Dekoder-ID und Hash an die Zentrale übermittelt. Inbesondere die Übermittlung der DekoderID ist Übertragungsfehlern ausgesetzt, da ja auf die Nachricht LOGON_ENABLE fallweise mehrere Dekoder zugleich antworten können.
    Deswegen werden diese Nachrichten zusätzlich zur Gewichtskodierung (Hamminggewicht von 4 je Byte) mit einer Prüfsumme gesichert. Verwendet wird CRC4/ITU.
    Polynom: x4 + x1 + 1
    Initwert:0

Berechnungstool

    Eingaben: 
    
    Vendor:      Serial: 
    Berechnung: Please enable JavaScript
    
        resultierendes Railcom-Paket:
    Ch1 .....Ch2......
    F_ __ __ __ __ __
    || || || || || ||
    || || +---------+--  Produktkennung
    || ++--------------  Herstellerkennung
    |+-----------------  CRC4-Prüfnibble
    +------------------  Railcom ID15

Beispielcode

  • Implementierung mit bitweiser Berechnung:
         uint8_t crc4itu_bit(const uint8_t *data)
      {
        uint8_t crc = 0;                        // init
        uint8_t length = 5;                     // length fix auf 5 Bytes
        for (uint8_t i=0; i<length; i++)
          {
            for (uint8_t s=0; s<8; s++)
              {
                if ((crc & 1) ^ ((data[i] >> s) & 1))
                    crc = (crc >> 1) ^ 0b1100; // reflected lsbs of polynomial
                else
                    crc = crc >> 1;
              }
          }
        return crc;
      }
  • Implementierung mit nibbleweiser Berechnung (schneller, kleine Tabelle)
        uint8_t crc4itu_nibble(const uint8_t *data)
      {
        uint8_t table[] = { 0x0, 0xd, 0x3, 0xe, 0x6, 0xb, 0x5, 0x8, 0xc, 0x1, 0xf, 0x2, 0xa, 0x7, 0x9, 0x4 };
        uint8_t crc = 0;
        uint8_t length = 5;

        for (uint8_t i=0; i<length; i++)
          {
            crc = table[(crc ^ (data[i] >> 0)) & 0xf];
            crc = table[(crc ^ (data[i] >> 4)) & 0xf];
          }
        return crc;
      }
  • Implementierung mit byteweiser Berechnung (schnell, Tabelle mit 256 Bytes)
        const unsigned char crc4_array[256] =
      {
        0x0, 0x7, 0xe, 0x9, 0x5, 0x2, 0xb, 0xc, 0xa, 0xd, 0x4, 0x3, 0xf, 0x8, 0x1, 0x6,
        0xd, 0xa, 0x3, 0x4, 0x8, 0xf, 0x6, 0x1, 0x7, 0x0, 0x9, 0xe, 0x2, 0x5, 0xc, 0xb,
        0x3, 0x4, 0xd, 0xa, 0x6, 0x1, 0x8, 0xf, 0x9, 0xe, 0x7, 0x0, 0xc, 0xb, 0x2, 0x5,
        0xe, 0x9, 0x0, 0x7, 0xb, 0xc, 0x5, 0x2, 0x4, 0x3, 0xa, 0xd, 0x1, 0x6, 0xf, 0x8,
        0x6, 0x1, 0x8, 0xf, 0x3, 0x4, 0xd, 0xa, 0xc, 0xb, 0x2, 0x5, 0x9, 0xe, 0x7, 0x0,
        0xb, 0xc, 0x5, 0x2, 0xe, 0x9, 0x0, 0x7, 0x1, 0x6, 0xf, 0x8, 0x4, 0x3, 0xa, 0xd,
        0x5, 0x2, 0xb, 0xc, 0x0, 0x7, 0xe, 0x9, 0xf, 0x8, 0x1, 0x6, 0xa, 0xd, 0x4, 0x3,
        0x8, 0xf, 0x6, 0x1, 0xd, 0xa, 0x3, 0x4, 0x2, 0x5, 0xc, 0xb, 0x7, 0x0, 0x9, 0xe,
        0xc, 0xb, 0x2, 0x5, 0x9, 0xe, 0x7, 0x0, 0x6, 0x1, 0x8, 0xf, 0x3, 0x4, 0xd, 0xa,
        0x1, 0x6, 0xf, 0x8, 0x4, 0x3, 0xa, 0xd, 0xb, 0xc, 0x5, 0x2, 0xe, 0x9, 0x0, 0x7,
        0xf, 0x8, 0x1, 0x6, 0xa, 0xd, 0x4, 0x3, 0x5, 0x2, 0xb, 0xc, 0x0, 0x7, 0xe, 0x9,
        0x2, 0x5, 0xc, 0xb, 0x7, 0x0, 0x9, 0xe, 0x8, 0xf, 0x6, 0x1, 0xd, 0xa, 0x3, 0x4,
        0xa, 0xd, 0x4, 0x3, 0xf, 0x8, 0x1, 0x6, 0x0, 0x7, 0xe, 0x9, 0x5, 0x2, 0xb, 0xc,
        0x7, 0x0, 0x9, 0xe, 0x2, 0x5, 0xc, 0xb, 0xd, 0xa, 0x3, 0x4, 0x8, 0xf, 0x6, 0x1,
        0x9, 0xe, 0x7, 0x0, 0xc, 0xb, 0x2, 0x5, 0x3, 0x4, 0xd, 0xa, 0x6, 0x1, 0x8, 0xf,
        0x4, 0x3, 0xa, 0xd, 0x1, 0x6, 0xf, 0x8, 0xe, 0x9, 0x0, 0x7, 0xb, 0xc, 0x5, 0x2
      };

    uint8_t crc4itu_byte(const uint8_t *data)
    {
        uint8_t crc = 0;
        uint8_t length = 5;

        while (length--)
            crc = crc4_array[crc ^ *(unsigned char const *)data++)];
        return crc;
    }

Links, Quellen