CRC-16/MODBUS theo byte: đa thức phản chiếu, LSB trước, khởi tạo 0xFFFF

Modbus RTU, giao thức công nghiệp dùng trong PLC, đồng hồ điện và biến tần, kết thúc mỗi khung bằng CRC-16/MODBUS. Bài crc8 dùng CRC nối tiếp MSB trước; bài này nâng lên một byte mỗi nhịp và đổi sang dạng phản chiếu (reflected), nơi mọi thứ đi theo chiều ngược lại.

module crc16_modbus (
  input  logic        clk,
  input  logic        rst_n,   // reset bất đồng bộ: crc = 16'hFFFF
  input  logic        init,    // đồng bộ: crc = 16'hFFFF ở cạnh lên (ưu tiên hơn valid)
  input  logic        valid,   // 1: nạp byte data ở cạnh lên này
  input  logic [7:0]  data,
  output logic [15:0] crc
);

Tham số CRC-16/MODBUS (theo danh mục CRC chuẩn):

• refin = true: mỗi byte được đưa vào bit 0 (LSB) trước.
• refout = true: kết quả được đảo bit trước khi xuất. Khi tính theo dạng dịch phải (xem gợi ý), phép đảo này đã nằm sẵn trong cách biểu diễn: crc chính là giá trị cuối cùng.

crc sau mỗi byte là CRC của mọi byte từ lần init/reset gần nhất. Testbench kiểm crc 1 ns sau mỗi cạnh lên.