一、Y modem協(xié)議

X modem是較早的文件傳輸協(xié)議。Y modem是X modem的改良版，有傳輸快速穩(wěn)定優(yōu)勢(shì)，通常所說(shuō)的Y modem一般指YModem-1K。

圖1 Y modem協(xié)議幀

二者核心差異可概括為下表：

點(diǎn)擊可查看大圖

二、基于X modem的OTA代碼修改

目前瑞薩官網(wǎng)提供的OTA代碼基于X modem協(xié)議（例如r20an0640ej樣例程序的System_BootLoader工程），改為Y modem協(xié)議需修改協(xié)議相關(guān)的傳輸邏輯、校驗(yàn)邏輯、幀處理邏輯等部分。

01握手信號(hào)調(diào)整

X modem握手：

通常接收方可能以簡(jiǎn)單ACK或特定字符（如有些實(shí)現(xiàn)中接收方發(fā)‘C’表示用CRC16校驗(yàn)）啟動(dòng)，邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單。

Y modem握手：

必須由接收方發(fā)起YMODEM_C（字符‘C’，ASCII碼0x43），發(fā)送方收到后才開始傳輸起始幀（含文件名、文件大）。

修改點(diǎn)：

新增函數(shù)void ymodem_send_c（void），用于發(fā)送Ymodem協(xié)議必需的0x43（‘C’）握手信號(hào)，通知發(fā)送方傳輸起始幀。

02起始幀結(jié)構(gòu)與處理

X modem起始幀：

一般直接傳輸數(shù)據(jù)塊，無(wú)文件信息。

Y modem起始幀：

需將文件名、文件大小放入起始幀（以SOH133字節(jié)長(zhǎng)度幀傳輸，包號(hào)固定0x00，包號(hào)反碼0xff）。

圖2 Y modem起始幀

修改點(diǎn)：

定義Y modem起始幀結(jié)構(gòu)體ymodem_start_frame_t

修改幀校驗(yàn)函數(shù)uint8_t xmodem_check_frame (uint8_t* const p_xmodem_buff)，增加對(duì)起始幀格式的校驗(yàn)邏輯。

03數(shù)據(jù)幀接收處理

X modem數(shù)據(jù)幀：

幀頭為SOH（128字節(jié)塊）或STX（部分衍生版1024字節(jié)塊），現(xiàn)有代碼幀頭為SOH（128字節(jié)塊）。

Y modem數(shù)據(jù)幀：

幀頭以SOH（128字節(jié)信息塊）、STX（1024字節(jié)信息塊）區(qū)分，傳輸時(shí)需按規(guī)則填充數(shù)據(jù)。SOH幀如最后一包不足128字節(jié)時(shí)的填充0x1A處理，最后一幀長(zhǎng)度仍為133字節(jié)；STX幀最后一包數(shù)據(jù)小于等于128字節(jié)以133字節(jié)幀長(zhǎng)度發(fā)送，大于128字節(jié)小于等于1024字節(jié)，以1029長(zhǎng)度幀發(fā)送，無(wú)效數(shù)據(jù)填充0x1A。

圖3 Y modem數(shù)據(jù)幀

修改點(diǎn)：

修改uint8_txmodem_check_frame(uint8_t* const p_xmodem_buff)，修改數(shù)據(jù)幀的接收處理。

04結(jié)束幀處理

X modem結(jié)束幀：

一般發(fā)送EOT（0x04）字符，接收方回ACK即結(jié)束。

Y modem結(jié)束幀：

采用SOH133字節(jié)空包（數(shù)據(jù)區(qū)、校驗(yàn)等填0x00）作為結(jié)束幀，需構(gòu)建對(duì)應(yīng)結(jié)束幀發(fā)送邏輯：

圖4 Y modem結(jié)束幀

修改點(diǎn)：

修改uint8_t xmodem_rx_frame (uint8_t* p_xmodem_buff)，對(duì)結(jié)束幀進(jìn)行判斷，響應(yīng)兩次EOT，分別回復(fù)NACK和ACK。

05校驗(yàn)機(jī)制升級(jí)

X modem校驗(yàn)：

使用校驗(yàn)和或CRC16，目前X modem例程使用校驗(yàn)和。

Y modem校驗(yàn)：

Y modem強(qiáng)制規(guī)范使用CRC16校驗(yàn)，且計(jì)算范圍明確為信息塊數(shù)據(jù)（不含幀頭、包號(hào)等）。需確保CRC16計(jì)算函數(shù)精準(zhǔn)，修改原X modem可能存在的簡(jiǎn)易校驗(yàn)邏輯：

修改點(diǎn)：

新增static uint16_t CRC16_check (unsigned char *q，int len)函數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC16校驗(yàn)。

移除Xmodem校驗(yàn)和邏輯，強(qiáng)制使用CRC16校驗(yàn)。

06數(shù)據(jù)緩沖區(qū)配置

X modem數(shù)據(jù)緩沖配置：

XModem數(shù)據(jù)包會(huì)被送入一個(gè)由buffer.c控制的緩沖區(qū)。該緩沖區(qū)為循環(huán)緩沖區(qū)，即當(dāng)?shù)竭_(dá)緩沖區(qū)末尾時(shí)，會(huì)回環(huán)至起始位置。由于數(shù)據(jù)幀接收的數(shù)組從132字節(jié)變成1029字節(jié)，RAM開銷變大。

XModem例程里，每個(gè)packet132bytes（128數(shù)據(jù)+3header+1校驗(yàn)），代碼中的XMODEM_FRAME_SIZE是132U。

Y modem數(shù)據(jù)緩沖配置：

YModem例程里，定義YMODEM_FRAME_SIZE_1024為1029U，YMODEM_FRAME_SIZE_128為133U。

定義環(huán)形存儲(chǔ)的BUFFER_SIZE定義為1542，保持原有配置，數(shù)據(jù)的解析正常。

修改點(diǎn)：

可根據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果增加BUFFER_SIZE

07硬件驅(qū)動(dòng)與配置適配

瑞薩RX系列需確保串口驅(qū)動(dòng)適配Y modem的波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等配置，可以使用smart configurator進(jìn)行驅(qū)動(dòng)配置（如常見的波特率 115200bps、8數(shù)據(jù)位、1停止位、無(wú)校驗(yàn)等）。

088多文件傳輸適配

若OTA需傳輸多個(gè)文件，需在代碼中添加多文件遍歷、逐個(gè)構(gòu)建起始幀+數(shù)據(jù)幀+結(jié)束幀的邏輯。由于客戶只要求傳輸單個(gè)文件，不涉及相關(guān)修改。

三、實(shí)測(cè)結(jié)果

01測(cè)試環(huán)境搭建

點(diǎn)擊可查看大圖

02功能測(cè)試

MCU執(zhí)行bootloader升級(jí)程序，串口輸出"Please start file send using YModem protocol..."；

Teraterm選擇Ymodem協(xié)議發(fā)送固件文件；

傳輸過(guò)程中通過(guò)Bus Hound抓取幀序列，驗(yàn)證：

起始幀（文件名/大小正確）；

數(shù)據(jù)幀（1024字節(jié)塊與CRC16校驗(yàn)正確）；

結(jié)束幀（判定正確）。

升級(jí)完成后，MCU自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至新固件，功能驗(yàn)證通過(guò)。