CRCの種類の解説 - Sun wood AI labs.2

はじめに

誤り制御方式のCRC（Cyclic Redundancy Check）は、データ転送中に発生する誤りを検出するための技術です。CRCは、通信プロトコルの多くで使用されており、データの正確性を確保するために欠かせない存在です。本記事では、IT初心者でも分かるように、CRCの種類について解説します。

CRCとは

CRCは、データ転送中に発生する誤りを検出するための技術です。CRCは、データのビット列に対して特定の数値を計算し、その数値を送信側と受信側で比較することで、データの誤りを検出することができます。CRCは、通信プロトコルの多くで使用されており、データの正確性を確保するために欠かせない存在です。

CRCの種類

CRCには、以下のような種類があります。

CRC-8

CRC-8は、8ビットのデータに対してCRCを計算する方式です。CRC-8は、ATM、Bluetooth、I2C、USBなどの通信プロトコルで使用されています。

CRC-16

CRC-16は、16ビットのデータに対してCRCを計算する方式です。CRC-16は、Modbus、Profibus、USB、X.25などの通信プロトコルで使用されています。

CRC-32

CRC-32は、32ビットのデータに対してCRCを計算する方式です。CRC-32は、Ethernet、ZIP、PNG、Gzipなどの通信プロトコルで使用されています。

CRC-64

CRC-64は、64ビットのデータに対してCRCを計算する方式です。CRC-64は、ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693、ECMA-182などの通信プロトコルで使用されています。

CRC-CCITT

CRC-CCITTは、ITU-T勧告V.41で定義されているCRC方式です。CRC-CCITTは、16ビットのデータに対してCRCを計算する方式で、X.25などの通信プロトコルで使用されています。

CRC-ITU

CRC-ITUは、ITU-T勧告V.42で定義されているCRC方式です。CRC-ITUは、16ビットのデータに対してCRCを計算する方式で、ITU-T V.42bisなどの通信プロトコルで使用されています。

CRC-CCITT-FALSE

CRC-CCITT-FALSEは、ITU-T勧告X.25で定義されているCRC方式です。CRC-CCITT-FALSEは、16ビットのデータに対してCRCを計算する方式で、X.25などの通信プロトコルで使用されています。

CRC-DNP

CRC-DNPは、DNP3プロトコルで使用されるCRC方式です。CRC-DNPは、16ビットのデータに対してCRCを計算する方式で、電力システムなどの産業用途で使用されています。

CRC-16-CCITT

CRC-16-CCITTは、ITU-T勧告V.41で定義されているCRC方式です。CRC-16-CCITTは、16ビットのデータに対してCRCを計算する方式で、X.25などの通信プロトコルで使用されています。

CRC-16-IBM

CRC-16-IBMは、IBMのSNAプロトコルで使用されるCRC方式です。CRC-16-IBMは、16ビットのデータに対してCRCを計算する方式で、SNAなどの通信プロトコルで使用されています。

CRCの計算方法

CRCの計算方法は、多項式除算を使用して行われます。送信側は、データのビット列に対してCRCを計算し、その結果をデータに付加して送信します。受信側は、受信したデータのビット列に対してCRCを計算し、送信側と同じ結果が得られるかどうかを確認します。もし異なる結果が得られた場合、データに誤りがあると判断されます。

CRCの誤り検出率

CRCの誤り検出率は、CRCの種類やデータの長さによって異なります。一般的には、CRC-32などの長いデータに対してCRCを使用する場合、非常に高い誤り検出率を実現することができます。

CRCの応用例

CRCは、通信分野や産業分野などで広く使用されています。通信分野では、EthernetやBluetoothなどの通信プロトコルで使用されています。産業分野では、電力システムなどで使用されています。

CRCのメリットとデメリット

CRCのメリットは、誤り検出率が高いこと、計算が高速であること、実装が容易であることなどが挙げられます。一方、CRCのデメリットは、誤り訂正には使用できないこと、一部の誤りを検出できないことなどが挙げられます。

CRCと他の誤り制御方式の比較

CRCは、他の誤り制御方式と比較して、誤り検出率が高く、計算が高速であることが特徴です。一方、ハミング符号やリード・ソロモン符号などの誤り訂正方式は、誤り訂正が可能であることが特徴です。

https://hamaruki.com/error-control-method/

https://hamaruki.com/what-is-a-parity-check/

CRCの今後の展望

CRCは、通信プロトコルの中心的な技術の一つであり、今後も重要性が高まることが予想されます。特に、IoTや5Gなどの新しい通信技術の普及に伴い、CRCの需要は増加することが予想されます。

まとめ

本記事では、誤り制御方式のCRCについて解説しました。CRCは、データ転送中に発生する誤りを検出するための技術であり、通信プロトコルの多くで使用されています。CRCには、CRC-8、CRC-16、CRC-32、CRC-64、CRC-CCITT、CRC-ITU、CRC-CCITT-FALSE、CRC-DNP、CRC-16-CCITT、CRC-16-IBMなどの種類があります。CRCの計算方法や誤り検出率、応用例、メリットとデメリット、他の誤り制御方式との比較、今後の展望についても解説しました。

FAQ

Q1. CRCは、どのようなデータに対して使用されますか？

CRCは、データのビット列に対して使用されます。CRCは、通信プロトコルの多くで使用されており、データの正確性を確保するために欠かせない存在です。

Q2. CRCは、誤り訂正にも使用されるのでしょうか？

いいえ、CRCは誤り検出にのみ使用されます。誤り訂正には、他の技術が使用されます。

Q3. CRCの種類ごとに、どのようなデータ長に対応していますか？

CRCの種類ごとに、対応するデータ長が異なります。CRC-8は8ビット、CRC-16は16ビット、CRC-32は32ビット、CRC-64は64ビットに対応しています。