Ymodem协议学习笔记

Posted 2021-07-15 qlexcel

介绍

  Xmodem、Ymodem和Zmodem协议是最常用的三种通信协议。
  Xmodem协议是最早的，支持传输128字节信息块。
  Ymodem是Xmodem的改进版协议，具有传输快速稳定的优点。它可以一次传输1024字节的信息块，同时还支持传输多个文件。
  平常所说的Ymodem协议是指的Ymodem-1K，除此还有Ymodem-g（没有CRC校验，不常用）。
  YModem-1K用1024字节信息块传输取代标准的128字节传输，数据的发送使用CRC校验，保证数据传输的正确性。它每传输一个信息块数据时，就会等待接收端回应ACK信号，接收到回应后，才会继续传输下一个信息块，保证数据已经全部接收。

数据帧格式

  Ymodem协议的每一帧数据包含：3字节帧头+帧内容+2字节帧尾。其中第一帧数据不直接传输文件内的数据，而是传输文件名与文件大小，之后的数据帧才传输文件内的数据。第一帧称为起始帧，最后一帧称为结束帧，其他的都称为数据帧。

YModem中用的标志位

字符	ASCII码16进制
SOH	0x01
STX	0x02
ACK	0x06
NAK	0x15
EOT	0x04
C	0x43

起始帧的数据格式

  YModem的第一帧并不直接传输文件内的数据，而是将文件名与文件大小放在数据帧中传输，它的帧长=3字节数据首部+128字节数据+2字节CRC16校验码=133字节。它的数据结构如下：

SOH 00 FF filename filezise NUL CRCH CRCL

• SOH=0x01，表示这个数据帧中包含着128个字节的数据（STX表示1024字节，初始帧只有128个字节的内容数据）
• 00表示数据帧序号，初始是0，依次向下排
• FF是帧序号的取反
• filename是要传输的文件名，如USTB_V3_1.0.1.26_NMEA.Bin，它在数据帧中的格式为：55 53 54 42 5F 56 33 5F 31 2E 30 2E 31 2E 32 36 5F 4E 4D 45 41 2E 42 69 6E 00，也就是把ASCII码转成十六进制，但是最后一定要在文件名后加上00，表示文件名的结束；
• filesize表示文件的大小，如果上面的USTB_V3_1.0.1.26_NMEA.Bin大小是132KB，也就是135168Byte，转换成十六进制就是0x21000，它在数据帧中的格式就是32 31 30 30 30 00，也就是ASCII的“21000”，同样最后要加上00表示结束
• NUL就是数据部分的128字节中除去文件名和文件大小占据的剩下的字节都用00填充
• CRCH和CRCL分别表示16位CRC校验码的高8位与低8位。

数据帧的数据格式

  YModem的数据帧中会预留1024字节空间用来传输文件数据，帧结构跟起始帧差不多，如下：

STX 01 FE data[1024] CRCH CRCL

• STX=0x02，表示这帧数据帧后面包含着1024字节的数据部分；
• 01是表示帧序号，FE是它的取反，再下一帧数据就是02 FD，以此类推；
• data[1024]表示存放着1024字节的文件数据；
• CRCH与CRCL是CRC16检验码的高8位与低8位。

  如果文件数据的最后剩余的数据在128~1024之前，则还是使用STX的1024字节传输，但是剩余空间全部用0x1A填充，如下结构：

STX 01 FE data[1024] 1A 1A……… CRCH CRCL

  如果文件大小小于等于128字节或者文件数据最后剩余的数据小于128字节，则YModem会选择SOH数据帧用128字节来传输数据，如果数据不满128字节，剩余的数据用0x1A填充，这时数据帧的结构就变成了：

  文件大小小于128字节：

SOH 01 FE data[ ] 1A …1A CRCH CRCL

  文件最后剩余数据小于128字节：

SOH 01 FE data[ ] 1A…1A CRCH CRCL

结束帧数据结构

  YModem的结束帧数据也采用SOH的128字节数据帧，它的结构如下：

SOH 00 FF NUL[128] CRCH CRCL

  结束帧同样以SOH开头，表示后面跟着128字节大小的数据；结束帧的帧序号也是00、FF；结束帧的128字节的数据部分不存放任何信息，即全部用00填充。

文件传输过程

  文件的传输过程，以具体的例子说明。把USTB_V3_1.0.1.26_NMEA.Bin（55 53 54 42 5F 56 33 5F 31 2E 30 2E 31 2E 32 36 5F 4E 4D 45 41 2E 42 69 6E 00），大小为135168Byte（16进制为0x21000，它在数据帧中的格式就是32 31 30 30 30 00）的文件作为传输的对象，则它的传输过程如下：

发送端                                       接收端       

 <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<   C

SOH 00 FF [55 53…6E 00]" "[32…30 00]'' NUL[96] CRC CRC >>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    ACK

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    C

STX 01 FE data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>     

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<   ACK

STX 02 FD data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<   ACK

STX 03 FC data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<   ACK

STX 04 FB data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<   ACK

SOH 05 FA data[100]  1A[28] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<   ACK

EOT >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<   NAK

EOT>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<   ACK

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<   C

SOH 00 FF NUL[128] CRCCRC >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<   ACK

YMODEM协议手册

YMODEM协议手册