Ymodem協議詳解

原創

u010078411

2020-02-20 12:56

Xmodem、Ymodem和Zmodem協議是最常用的三種通信協議。

Xmodem協議是最早的，傳輸128字節信息塊。

Ymodem是Xmodem的改進版協議，具有傳輸快速穩定的優點。它可以一次傳輸1024字節的信息塊，同時還支持傳輸多個文件。

平常所說的Ymodem協議是指的Ymodem-1K，除此還有Ymodem-g（沒有CRC校驗，不常用）。

YModem-1K用1024字節信息塊傳輸取代標準的128字節傳輸，數據的發送回使用CRC校驗，保證數據傳輸的正確性。它每傳輸一個信息塊數據時，就會等待接收端迴應ACK信號，接收到迴應後，纔會繼續傳輸下一個信息塊，保證數據已經全部接收。

1.起始幀的數據格式

YModem的起始幀並不直接傳輸文件的數據，而是將文件名與文件的大小放在數據幀中傳輸，它的幀長=3字節數據首部+128字節數據+2字節CRC16校驗碼=33字節。它的數據結構如下：

SOH 00 FF filename filezise NUL CRCH CRCL

其中SOH=0x01，表示這個數據幀中包含着128個字節的數據（STX表示1024字節，初始幀只有128個），00表示數據幀序號，初始是0，依次向下排，FF是幀序號的取反，filename是要傳輸的文件名，如USTB_V3_1.0.1.26_NMEA.Bin，它在數據幀中的格式爲：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碼轉成十六進制，但是最後一定要在文件名後加上00，表示文件名的結束；filesize表示文件的大小，如上面的USTB_V3_1.0.1.26_NMEA.Bin大小是132KB，也就是135168Byte，轉換成十六進制就是0x21000，它在數據幀中的格式就是32 31 30 30 30 00，也就是ASCII的“21000”，同樣最後要加上00表示結束，NUL就是數據部分的128字節中除去文件名和文件大小佔據的剩下的字節都用00填充，CRCH和CRCL分別表示16位CRC校驗碼的高8位與低8位。

2.數據幀的數據格式

YModem的數據幀中會預留1024字節空間用來傳輸文件數據，它跟起始幀接收差不多，如下：

STX 01 FEdata[1024] CRCH CRCL

其中STX=0x02，表示這幀數據幀後面包含着1024字節的數據部分；01是表示幀序號，FE是它的取反，再下一幀數據就是02 FD，以此類推；data[1024]表示存放着1024字節的文件數據；CRCH與CRCL是CRC16檢驗碼的高8位與低8位。

如果文件數據的最後剩餘的數據在128~1024之前，則還是使用STX的1024字節傳輸，但是剩餘空間全部用0x1A填充，如下結構：

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

有一種特殊的情況：如果文件大小小於等於128字節或者文件數據最後剩餘的數據小於128字節，則YModem會選擇SOH數據幀用128字節來傳輸數據，如果數據不滿128字節，剩餘的數據用0x1A填充這是數據幀的結構就變成了：

文件大小小於128字節： SOH 01 FE data[ ] 1A ...1A CRCH CRCL

文件最後剩餘數據小於128字節： SOH 01 FE data[ ] 1A...1A CRCH CRCL

3.結束幀數據結構

YModem的結束幀數據也採用SOH的128字節數據幀，它的結構如下：

SOH 00 FF NUL[128] CRCH CRCL

結束幀同樣以SOH開頭，表示後面跟着128字節大小的數據；結束幀的幀序也認爲是00 FF；結束幀的128字節的數據部分不存放任何信息，即全部用00填充。

4.文件傳輸過程

文件的傳輸過程，以具體的例子說明。把USTB_V3_1.0.1.26_NMEA.Bin，大小爲135168Byte（16進製爲0x21000，它在數據幀中的格式就是32 31 30 30 30 00）的文件作爲傳輸的對象，則它的傳輸過程如下：

發送端接收端

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

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