XMODEM-1K 协议流程梳理

Xmodem-1K 是 XMODEM 协议的一个高效扩展版本，主要用于串行通信中的可靠文件传输。后续将用于自己的BootLoader中。

协议背景与目的

核心设计目标：在高误码率、低带宽的串行链路上，实现简单而可靠的数据传输。

原始版本Xmodem使用 128 字节数据块 + 1 字节校验和，效率较低。协议逻辑简单，代码量小；点对点的半双工通信；数据被分为固定大小的“块”进行传输；错误校验；等待式ARQ。

Xmodem-1K ：数据块大小提升至 1024 字节（1KB）；支持 CRC-16 校验（更可靠的错误检测）；使用不同起始字符以区分协议版本。

数据包结构

每个数据包的格式如下（共1029字节）

字段	长度	说明
起始字符	1 字节	STX(0x02) —— 区别于标准XMODEM 的 SOH(0x01)
包序号	1 字节	从 1 开始递增，模 256 循环
包序号反码	1 字节	序号按位取反
数据	1024 字节	实际传输内容；若不足 1024 字节，末尾用 0x1A（SUB）填充
CRC 校验	2 字节	CRC-16（多项式 0x1021），高位在前

控制字符定义

字符	十六进制	含义
SOH	0x01	标准 XMODEM 起始（128B 包）
STX	0x02	Xmodem-1K 起始（1024B 包）
EOT	0x04	传输结束
ACK	0x06	确认（接收成功）
NAK	0x15	否认（请求重传或启动）
CAN	0x18	取消传输（通常连发 2 次）
C	0x43	请求使用 CRC 模式（包括 Xmodem-1K）

工作流程

接收方发起传输：

        发送 C（表示支持 CRC 模式）

发送方响应：

        收到 C → 启动 Xmodem-1K + CRC 模式

        发送第一个数据包（STX + 序号=1 + ～1 + 1024B数据 + CRC）

接收方处理：

        校验序号、反码、CRC

        正确 → 发送 ACK

        错误 → 发送 NAK，请求重传当前包

继续传输：

        发送方收到 ACK → 发送下一包（序号+1）

        最后一个包发完 → 发送 EOT

结束确认：

        接收方收到 EOT → 回复 ACK，传输完成

错误处理与重传机制

序号校验：检查 seq + (～seq) == 0xFF，防止序号错乱

CRC 校验：比简单校验和更严格

重传策略：接收方发 NAK → 发送方重发当前包，接收方可根据包序判断是否重复包处理

超时机制：发送方等待 ACK

总结

简单，校验完整，广泛应用固件升级，bootloader，通信

无流控，逐包确认效率低，无断点续传，无时间戳