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YModem协议详解

协议简介:
YModem协议是由XModem协议演变而来的,每包数据可以达到1024字节,是一个非常高效的文件传输协议。Ymodem是一种错误纠正协议。使用较大数据块的调制解调采用这种协议,以获得更高的工作效率。采用Ymodem协议的调制解调器以1024字节数的块发送数据。成功接收的不会被确认。有错误的块被确认(NAK),并重发。Ymodem类似于Xmodem-1K,不同之处是提供批处理模式(batch mode)。在批处理模式下,可以使用一个命令发送一些文件。Ymodem使用循环冗余码校验作为错误校验方式。

Ymodem协议学习的目的

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-XmodemYmodemYmodem-GZmodem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。

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。

Ymodem协议分析

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。

文件传输过程

​ 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

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

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。

所用到的符号

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#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

CRC计算方法

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in_ptr = mblock->buf; //指向要计算CRC的缓冲区开头
cksum = 0; //初始化为0

for (stat=mblock->len ; stat>0; stat--) //len是所要计算的长度
{
cksum = cksum^(int)(*in_ptr++) << 8; //这句我没搞明白。

for (i=8; i!=0; i--)
{
if (cksum & 0x8000)
cksum = cksum << 1 ^ 0x1021;
else
cksum = cksum << 1;
}
}

现在对这些压缩、解码、校验、加密的原理和算法,还没有浓厚的兴趣,所以只了解一下过程就行了,特别是在接收的时候,如果校验算法不对,则可以跳过去。当然发送的时候,就避免不了。