野火串口助手协议发送文件通讯协议
修订历史
| 日期 | 版本 | 更新内容 |
|---|---|---|
| 2020/6/22 | 0.0.1 | 首次发布 |
XMODEM协议
上位机是现实了XModem-CRC16和XModem-1K;
- XModem-CRC16使用CRC-16校验方式，数据长度为128字节
- XModem-1K使用CRC-16校验方式，数据长度为1024字节
XModem协议字段定义
| 缩写 | 十六进制 | 含义 |
|---|---|---|
| SOH | 0x01 | 数据包的大小为 128 bytes |
| STX | 0x02 | 数据包的大小为 1024 bytes |
| EOT | 0x04 | 传输结束 |
| ACK | 0x06 | 应答 |
| NAK | 0x15 | 非应答 |
| CAN | 0x18 | 取消 |
| C | 0x43 | 启动传输 |
XModem协议格式详解
XModem-CRC16
在XModem-CRC16的数据帧中使用128字节空间用来传输文件数据，帧格式如下：
| 协议头 | 帧序号 | 帧序号补码 | 数据 | CRC高8位 | CRC低8位 |
|---|---|---|---|---|---|
| SOH | 0x01 | 0xFE | data[128] | CRCH | CRCL |
- 协议头：SOH=0x01，表示这个数据帧包含128个字节数据；
- 帧序号、帧序号补码：0x01是表示帧序号，0xFE是它的取反，再下一帧数据就是0x02 0xFD，以此类推；
- 数据：存放了128字节的文件数据；
- CRC高8位：CRC-16校验数据的高8位；
- CRC低8位：CRC-16校验数据的低8位；
如果最后一帧剩余的数据小于128字节，则剩余空间全部用0x1A(Ctrl-Z)填充；
XModem-1K
在XModem-1K的数据帧中使用1024字节空间用来传输文件数据，帧格式如下：
| 协议头 | 帧序号 | 帧序号补码 | 数据 | CRC高8位 | CRC低8位 |
|---|---|---|---|---|---|
| STX | 0x01 | 0xFE | data[1024] | CRCH | CRCL |
- 协议头：STX=0x02，表示这个数据帧包含1024个字节数据；
- 帧序号、帧序号补码：0x01是表示帧序号，0xFE是它的取反，再下一帧数据就是0x02 0xFD，以此类推；
- 数据：存放了1024个字节的文件数据；
- CRC高8位：CRC-16校验数据的高8位；
- CRC低8位：CRC-16校验数据的低8位；
如果最后一帧剩余的数据小于1024字节，则剩余空间全部用0x1A(Ctrl-Z)填充；
XModem-CRC16文件传输示例
下面以传输一个文件为例来具体说明XModem文件传输过程。
- 文件名为：foo.c，文件大小为：356字节；
| 序号 | 发送方 | 接收方 |
|---|---|---|
| 1 | - | C |
| 2 | STX 0x01 0xFE Data[128] CRC CRC | - |
| 3 | - | ACK |
| 4 | STX 0x02 0xFC Data[128] CRC CRC | - |
| 5 | - | NAK |
| 6 | STX 0x02 0xFC Data[128] CRC CRC | - |
| 7 | - | ACK |
| 8 | SOH 0x03 0xFB Data[100] CPMEOF[28] CRC CRC | - |
| 9 | - | ACK |
| 10 | EOT | - |
| 11 | - | ACK |
- 接收方发送C(这里C是告诉发送方我们要使用CRC-16的校验方式)给发送方，告诉发送方可以开始传输数据了，然后发送方就会发送文件数据给接收方了；
- 当接收方到正确的数据后返回ACK，不正确时返回NAK，此时发送方将会重新发送上一次的数据；
- 当文件传输完成后，发送方会发送EOT，表示文件发送完了，接收方返回ACK表示文件正式传输完成；
注意： 如果接收方不能接收文件后，可以发送CAN给发送方来取消文件传输。
XModem-1K文件传输示例
下面以传输一个文件为例来具体说明XModem文件传输过程。
- 文件名为：foo.c，文件大小为：3048字节；
| 序号 | 发送方 | 接收方 |
|---|---|---|
| 1 | - | C |
| 2 | STX 0x01 0xFE Data[1024] CRC CRC | - |
| 3 | - | ACK |
| 4 | STX 0x02 0xFC Data[1024] CRC CRC | - |
| 5 | - | NAK |
| 6 | STX 0x02 0xFC Data[1024] CRC CRC | - |
| 7 | - | ACK |
| 8 | STX 0x03 0xFB Data[1000] CPMEOF[24] CRC CRC | - |
| 9 | - | ACK |
| 10 | EOT | - |
| 11 | - | ACK |
- 接收方发送C(这里C是告诉发送方我们要使用CRC-16的校验方式)给发送方，告诉发送方可以开始传输数据了，然后发送方就会发送文件数据给接收方了；
- 当接收方到正确的数据后返回ACK，不正确时返回NAK，此时发送方将会重新发送上一次的数据；
- 当文件传输完成后，发送方会发送EOT，表示文件发送完了，接收方返回ACK表示文件正式传输完成；
注意： 如果接收方不能接收文件后，可以发送CAN给发送方来取消文件传输。
YMODEM协议
YModem是XModem的升级版协议，两者最大的区别是YModem可以支持传输多个文件。
通常所说的YModem协议是指的YModem-1K，除此之外还有YModem-G，YModem-G 无需无错误通道的认可或当调制解调器自纠错时就可传送，但是一旦出现错误传送就会取消。，上位机没有实现这协议。
YModem协议字段定义
| 缩写 | 十六进制 | 含义 |
|---|---|---|
| SOH | 0x01 | 数据包的大小为 128 bytes |
| STX | 0x02 | 数据包的大小为 1024 bytes |
| EOT | 0x04 | 传输结束 |
| ACK | 0x06 | 应答 |
| NAK | 0x15 | 非应答 |
| CAN | 0x18 | 取消 |
| C | 0x43 | 启动传输 |
YModem协议格式详解
1.起始帧的数据格式
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：
| 协议头 | 帧序号 | 帧序号补码 | 文件名 | 文件大小 | 空 | CRC高8位 | CRC低8位 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SOH | 0x00 | 0xFF | filename | filezise | NUL | CRCH | CRCL |
- 协议头：SOH=0x01，表示这个数据帧包含128个字节数据；
- 帧序号、帧序号补码：表示传输的帧数，大于0xFF后从0x00重新开始，补码是了为了确保传输的正确性；
- 文件名：要传输的文件名，以’\0’结束；
- 文件大小：要传输的文件大小，用字符串表示，紧跟在文件名后面，例如要传输1234个字节的文件，那么就是：0x31 0x32 0x33 0x34 0x00；
- 空：除去文件名和文件大小，剩下的数据使用0填充；
- CRC高8位：CRC-16校验数据的高8位
- CRC低8位：CRC-16校验数据的低8位
2.数据帧的数据格式
在YModem的数据帧中使用1024字节空间用来传输文件数据，它跟起始帧格式差不多，如下：
| 协议头 | 帧序号 | 帧序号补码 | 数据 | CRC高8位 | CRC低8位 |
|---|---|---|---|---|---|
| STX | 0x01 | 0xFE | data[1024] | CRCH | CRCL |
- 协议头：STX=0x02，表示这个数据帧包含1024个字节数据；
- 帧序号、帧序号补码：0x01是表示帧序号，0xFE是它的取反，再下一帧数据就是0x02 0xFD，以此类推；
- 数据：存放了1024个字节的文件数据；
- CRC高8位：CRC-16校验数据的高8位；
- CRC低8位：CRC-16校验数据的低8位；
文件的最后一帧分三种特殊情况：
- 最后一帧剩余的数据大于128字节：使用STX的1024字节传输，但是剩余空间全部用0x1A(Ctrl-Z)填充；
- 最后一帧剩余的数据等于128字节：使用SOH的128字节传输；
- 最后一帧剩余的数据小于128字节：使用SOH的128字节传输，但是剩余空间全部用0x1A(Ctrl-Z)填充；
3.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：
| 协议头 | 帧序号 | 帧序号补码 | 数据 | CRC高8位 | CRC低8位 |
|---|---|---|---|---|---|
| SOH | 0x00 | 0xFF | NUL[128] | CRCH | CRCL |
结束帧以SOH开头，表示后面数据大小为128字节，但128字节的数据部分不存放任何信息，即全部用00填充；结束帧的帧序号也认为是0x00 0xFF。
YModem文件传输示例
下面以传输两个文件为例来具体说明YModem文件传输过程。
- 第一个文件名为：foo.c，文件大小为：2148字节；
- 第二个文件名为：b.c，文件大小为：2024字节。
| 序号 | 发送方 | 接收方 |
|---|---|---|
| 1 | C | |
| 2 | SOH 0x00 0xFF [0x66…0x63] 0x00 [0x32…0x38] 0x00 NUL[117] CRC CRC | - |
| 3 | - | ACK |
| 4 | - | C |
| 5 | STX 0x01 0xFE Data[1024] CRC CRC | - |
| 6 | - | ACK |
| 7 | STX 0x02 0xFC Data[1024] CRC CRC | - |
| 8 | - | NAK |
| 9 | STX 0x02 0xFC Data[1024] CRC CRC | - |
| 10 | - | ACK |
| 11 | SOH 0x03 0xFB Data[100] CPMEOF[28] CRC CRC | - |
| 12 | - | ACK |
| 13 | EOT | - |
| 14 | - | NAK |
| 15 | EOT | - |
| 16 | - | ACK |
| 17 | - | C |
| 18 | SOH 0x00 0xFF 0x62 0x2E 0x63 0x00 [0x32…0x34] 0x00 NUL[119] CRC CRC | - |
| 19 | - | ACK |
| 20 | - | C |
| 21 | STX 0x01 0xFB Data[1024] CRC CRC | - |
| 22 | - | ACK |
| 23 | STX 0x01 0xFB Data[1000] CPMEOF[24] CRC CRC | - |
| 24 | - | ACK |
| 25 | EOT | - |
| 26 | - | NAK |
| 27 | EOT | - |
| 28 | - | ACK |
| 29 | - | C |
| 30 | SOH 0x00 0xFF NUL[128] CRC CRC | - |
| 31 | - | ACK |
- 接收方发送C给发送方，告诉发送方可以开始传输数据了，接收方第一次收到C后会传输文件名和文件大小信息；
- 接收方在次发送C给发送方后，就正式开始文件内容的传输了；
- 当接收方到正确的数据后返回ACK，不正确时返回NAK，此时发送方将会重新发送上一次的数据；
- 当文件传输完成后，发送会发送EOT，接收方第一次收到EOT时应放回NAK，如果再次收到EOT，则返回ACK，这样做的目的是确保文件传输结束了，而不是其他干扰数据；
- 接收方接收完一个文件后，再次发送C给发送方，如果发送方还有待发送的文件，则会发送带有文件名和大小的SOH帧；如果发送方没有待发送的文件，则会发送SOH数据帧，其中128字节数据都是0x00。
注意： 如果接收方不能接收文件后，可以发送CAN给发送方来取消文件传输。
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