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野火串口助手协议发送文件通讯协议

发表于 2020-6-22 17:28:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

] 本帖最后由 LONG_R3acc 于 2020-10-28 09:38 编辑 [/i]

[md]野火串口助手协议发送文件通讯协议

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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
  1. 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;
  2. 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;
  3. 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
  1. 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;
  2. 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;
  3. 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 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:

  1. 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;
  2. 最后一帧剩余的数据等于128字节:使用SOH的128字节传输;
  3. 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
  1. 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;
  2. 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;
  3. 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;
  4. 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;
  5. 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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发表于 2020-6-22 23:37:13 | 显示全部楼层
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发表于 2020-6-23 08:44:08 | 显示全部楼层
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发表于 2020-6-24 16:54:19 | 显示全部楼层
什么时候放出来
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 楼主| 发表于 2020-6-24 19:41:24 | 显示全部楼层

想要文件传输?
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发表于 2021-2-4 11:05:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 xy20092010 于 2021-2-4 11:58 编辑

假如恰好最后一帧的数据结尾就是若干0x1A,然后不满128字节,后面的填充值也是0x1A,那传输的文件内容不就会发生错误了吗?文件最后的0x1A被当作填充字符而被丢弃,协议里又没有指定传输数据长度的信息
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 楼主| 发表于 2021-2-5 11:22:59 | 显示全部楼层
xy20092010 发表于 2021-2-4 11:05
假如恰好最后一帧的数据结尾就是若干0x1A,然后不满128字节,后面的填充值也是0x1A,那传输的文件内容不就 ...

会的,YMODEM支持在最开始的时候发送文件大小,我们的上位机也是支持发送文件大小的,我写的下位机也支持长度计算的。有的是不支持发送文件大小,会有意外丢掉数据的情况,我就遇到过,所以安全起见还有要用文件大小。
我写的下位机,接收的文件放到SD卡,配套F429-V2挑战者:
https://gitee.com/LONGZR007/IAP-STM32/tree/master/YMODEM-SD
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发表于 2021-2-7 16:43:34 | 显示全部楼层
LONG_R3acc 发表于 2021-2-5 11:22
会的,YMODEM支持在最开始的时候发送文件大小,我们的上位机也是支持发送文件大小的,我写的下位机也支持 ...

原来xmodem真的不是透明传输,我还以为我看错了。。。那还有一个问题,文件序号是1个字节,理论最大255,每次传输最大1k,那么相乘得255000字节,假如传输的内容比这个还大,会怎样?
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 楼主| 发表于 2021-2-23 17:03:29 | 显示全部楼层
xy20092010 发表于 2021-2-7 16:43
原来xmodem真的不是透明传输,我还以为我看错了。。。那还有一个问题,文件序号是1个字节,理论最大255, ...

序号重新开始计数
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