YModem协议

一、Ymodem协议学习的目的 1、Ymodem协议的应用 

打开超级终端,在传送主菜单里,有接收文件和发送文件的子菜单。也就是超级终端可以与连接的对象之间相互传送文件。 

打开发送文件选项,可知,只需要选择“文件名”和“协议”两个选项,就可以进行文件的传送了。 

协议的类型有7中,Xmodem及改进的1k-Xmodem,Ymodem和Ymodem-G,Zmodem及其改进协议,以及Kermit,我这次主要学习嵌入式系统中用得较多的Ymodem协议。

2、学习的目标 

(1)传送文件的实现  添加一个命令,fsend,这个命令接受一个参数,就是文件的最终存放目录。当开发板接收到这个命令后,做好接收文件的准备。与超级终端进行协商后,

将收到的文件写入指定位置。 

(2)接收文件的实现  添加一个命令frecv,这个命令接受一个参数,就是超级终端所要索取的文件。当开发板接收到这个命令后,就等待终端发送索取文件的协商要求。

二、Ymodem协议分析

1、明确概念 一步一步来,先把概念搞清楚。 Ymodem协议是一种发送并等待的协议。即发送方发送一个数据包以后,都要等待接收方的确认。如果是ACK信号,则可以发送新的

包。如果是NAK信号,则重发或者错误退出。

 2、文件传输过程 文件传输过程的开启:

(1)开启是由接收方开启传输,它发一个大写字母C开启传输。然后进入等待(SOH)状态,如果没有回应,就会超时退出。 

(2)发送方开始时处于等待过程中,等待C。收到C以后,发送(SOH)数据包开始信号,发送序号(00),补码(FF),“文件名”,“空格”“文件大小”“除去序号外,补满128字

节”,CRC校验两个字节。进入等待(ACK)状态。 

(3)接收方收到以后,CRC校验满足,则发送ACK。发送方接收到ACK,又进入等待“文件传输开启”信号,即重新进入等待“C”的状态。

(4)前面接收方只是收到了一个文件名,限制正式开启文件传输,Ymodem支持128字节和1024字节一个数据包。128字节以(SOH)开始,1024字节以(STX)开

始。 接收方又发出一个“C”信号,开始准备接收文件。进入等待“SOH”或者“STX”状态。  (5)发送接收到“C”以后,发送数据包,(SOH)(01序号)(FE补码)

(128位数据)(CRC校验),等待接收方“ACK”。  (6)文件发送完以后,发送方发出一个“EOT”信号,接收方也以“ACK”回应。 然后接收方会再次发出“C”开启

另一次传输,若接着发送方会发出一个“全0数据包”,接收方“ACK”以后,本次通信正式结束。  (7)当然Ymodem相对于Xmodem改进的地方就在于传输再次开启

以后,又可以发送另外一个文件,即一次传输允许发送多个文件,但这个特性我就不准备实现了。

3、所用到的符号 
#define MODEM_SOH 0x01 //数据块起始字符 

#define MODEM_STX 0x02    //1028字节开始 

#define MODEM_EOT 0x04    //文件传输结束 

#define MODEM_ACK 0x06    //确认应答 

#define MODEM_NAK 0x15    //出现错误

 #define MODEM_CAN 0x18 //取消传输

 #define MODEM_C 0x43 //大写字母C

三、协议解析 

接收方:

发出0x43                       表示请求对方发送数据      

发送方:发出第0个数据包 

        数据包构成: 
                      1:0x01或者0x02;         0x01表示128字节,0x02表示1024字节                      

      2:0x00                    表示第0个数据包                      

                      3:0xff                     第几个数据包的补码                       

       4 ~ 4 + 文名的长度         文件名,以0x00结束                     

       4 + 文件名的长度 + 1        文件大小,以0x00结束                      

        正文不足128字节 补0x00 

                        Crc校验 

接收方:0x06或者0x15            

                0x06应答,0x15非应签      

接收方:0x43                

                请求对方发送正文     

发送方:发出第1个数据包         

        数据包构成: 

                     1:0x01或者0x02;         0x01表示128字节,0x02表示1024字节                

                     2:0x01                    表示第1个数据包           

                     3:0xfe                     第几个数据包的补码         

                     4:正文                      Crc校验 

接收方:0x06或者0x15 

         注:发送方收到应答后马上发送第二个数据包直到数据包发送结束后发出0x04(EOT)

发送方:发出第2个数据包

   数据包构成: 

                     1:0x01或者0x02;         0x01表示128字节,0x02表示1024字节                

                     2:0x02                    表示第2个数据包                   

     3:0xfd                     第几个数据包的补码              

                     4:正文      正文不足128位补0x1a                   

     Crc校验 

接收方:0x06或者0x15 

发送方:0x04             传送结束

接收方:0x06             应答 

接收方:0x43                再次请求 发送方:发送全零数据包    

    数据包的构成:             

           1:0x01                  

                    2:0x00              

                    3:0xff           

                    4:128个0x00             

                   Crc校验 

接收方:0x06 

数据通信结束


### YModem协议的工作原理 YModem协议是一种广泛应用于嵌入式系统中的文件传输协议,其主要目标是提高数据传输的效率和可靠性。它是在XModem协议的基础上改进而来,支持更大的数据包大小以及批量文件传输功能[^2]。 #### 数据帧结构 YModem协议的核心在于其数据帧的设计。每帧由以下几个部分组成: 1. **起始字符**:每一帧都以特定的控制字符作为开头,通常为`SOH`(Start of Header)、`STX`(Start of Text)或`EOT`(End of Transmission),具体取决于当前帧的作用。 2. **序列号与反序号**:用于确认帧顺序正确性,防止丢包或重复接收。 3. **数据字段**:实际传输的有效载荷,最大长度可达1024字节。 4. **校验码**:采用CRC-16循环冗余校验算法计算得出,确保接收到的数据无误[^1]。 当发送方准备传送一个文件时,会先通知接收方即将开始操作;随后逐帧传递直至完成整个文件或者遇到错误终止流程为止。如果某帧未能成功送达,则请求重传该帧直到满足质量标准为止[^4]。 #### 实现方式 以下是基于C语言针对STM32微控制器实现的一个基本框架: ```c #include "usart.h" #define SOH 0x01 #define STX 0x02 #define EOT 0x04 #define ACK 0x06 #define NAK 0x15 #define CRC16_INIT_VALUE 0xFFFF uint8_t buffer[1024]; uint16_t crc; void send_y_modem_frame(uint8_t *data, uint16_t length){ // 构造并发送一帧数据... } int main(){ while(1){ if(file_ready_to_send()){ start_transmission(); do{ read_next_chunk(buffer); calculate_crc(&crc, buffer, chunk_size); send_y_modem_frame(buffer,chunk_size); wait_for_acknowledge(); }while(!end_of_file()); finish_transmission(); } } } ``` 此代码片段展示了如何构建一个简单的YModem发送器逻辑,其中包含了读取下一个数据块、计算CRC值、调用函数发送帧以及等待ACK回应等功能模块。 #### 数据传输特点 相比其他同类解决方案如XModem,ZModem而言,YModem具备如下优势特性: - 支持高达千字节数量级的大尺寸区块一次性提交减少往返次数提升吞吐率. - 自动处理多份文档连续递交无需人工干预更加便捷高效.[^3] --- ###
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