Ymodem协议详解

Xmodem、Ymodem和Zmodem协议是最常用的三种通信协议。

Xmodem协议是最早的，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，数据的发送回使用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。

1.起始帧的数据格式

YModem的起始帧并不直接传输文件的数据，而是将文件名与文件的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

其中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），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。

2.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，它跟起始帧接收差不多，如下：

       STX 01 FEdata[1024] CRCH CRCL

其中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

有一种特殊的情况：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填充这是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

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：

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；结束帧的帧序也认为是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。

4.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，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