iOS蓝牙开发（三）：iOS中蓝牙模块OTA升级（YModem协议）

上一篇简单介绍了蓝牙4.0的iOS实现代码，详细的东西大家可以去github上搜babyBluetooth，里面有一些学习资料，接下来分享的是OTA升级的东西，我们假定看这篇文章的时候，关于iOS和外设间的蓝牙收发数据已经掌握的很6

OTA详解

OTA（Over-the-Air）空中传输，一般用于固件升级。其实和数据传输一样，很简单，发送指令，接受指令，发送bin数据包，结束指令。。。只是蓝牙传输的数据大小使得这一步骤稍显复杂。

首先，文件传输，其实也是传输的数据，即 NSData，和普通的 peripheral 写入没什么区别。固件升级的文件一般是 .bin 文件，也有 .zip 的。不过这些文件，都是数据，所以首先将文件转为 NSData

需要注意的是：data 一般很长，毕竟是文件。直接通过 writeValue:forCharacteristic:type: 写入的话，不会有任何回调。哪怕是错误的回调，都没有。这是因为蓝牙单次传输的数据大小是有限制的。

我们一般使用20bytes作为标准，即将bin文件转为NSData，然后截成每个20bytes的包发送；这些步骤需要和刷firmware的工程师协商，指定一个协议，接下来以公司的YModem协议举例

YModem协议

YModem协议是由XModem协议演变而来的，是一种发送并等待的协议，即发送方发送一个数据包以后，都 要等待接收方的确认。如果是 ACK 信号，则可以发送新的包。如果是 NAK 信号， 则重发或者错误退出。

每包数据可以达到1024字节，是一个非常高效的文件传输协议

所用到的符号

#define MODEM_SOH 0x01  //数据块起始字符
#define MODEM_STX 0x02  //1028字节开始
#define MODEM_EOT 0x04  //文件传输结束
#define MODEM_ACK 0x06  //确认应答 
#define MODEM_NAK 0x15  //出现错误
#define MODEM_CAN 0x18  //取消传输
#define MODEM_C 0x43    //大写字母C

数据格式示意

文件传输过程

开启是由接收方开启传输，它发一个大写字母 C（0x43） 开启传输。然后进入 等待 SOH（0x01）)状态，如果没有回应，就会超时退出。

发送方开始时处于等待过程中，等待 C。收到 C 以后，发送(SOH)数 据包开始信号，发送序号(00)，补码(FF)，“文件名”，“\0”“文件大小” “除去序号外，补满 128 字节”，16位CRC 校验两个字节，高字节在前，低字节在后。进入等待(ACK)状态。
- 内容示例： SOH 00 FF Foo.bin NUL[123] CRC CRC

接收方收到以后，CRC 校验满足，则发送 ACK。发送方接收到 ACK，又 进入等待“文件传输开启”信号，即重新进入等待“C”的状态。

前面接收方只是收到了一个文件名，现在正式开启文件传输，Ymodem 支持 128 字节和 1024 字节一个数据包。128 字节以(SOH)开始，1024 字节以(STX)开始。接收方又发出一个“C”信号，开始准备接收文件。进入等待“SOH”或者“STX”状态。

发送接收到“C”以后，发送第一个数据包，(SOH)(01序号)(F E补码)(128位数据)(CRC校验)，或者(STX)(01序号)(F E补码)(1024位数据)(CRC校验)，不满128或者1024，用0x00补齐，等待接收方“ACK”。
- 内容示例：STX 01 FE data[1024] CRC CRC

文件发送完以后，发送方发出一个“EOT”信号，接收方也以“A CK”回应。然后接收方会再次发出“C”开启另一次传输，若接着发送方会发出一个“全0数据包”，接收方“ACK”以后，本次通信正式结束。

当然Ymodem相对于Xmodem改进的地方就在于传输再次 开启以后，又可以发送另外一个文件，即一次传输允许发送多个文件，但这个 特性我还没有用过，暂且不提。

最后CRC两字节：这里需要注意，只有数据部分128或者1024参与了效CRC验,不包括头和编码部分。

CRC校验的计算方法

/**
 * @brief  Update CRC16 for input byte
 * @param  crc_in input value
 * @param  input byte
 * @retval None
 */
uint16_t UpdateCRC16(uint16_t crc_in, uint8_t byte)
{
  uint32_t crc = crc_in;
  uint32_t in = byte | 0x100;     
  do
  {
    crc <<= 1;
    in <<= 1;
    if(in & 0x100)
      ++crc;
    if(crc & 0x10000)
      crc ^= 0x1021;
  }   
  while(!(in & 0x10000));     
  return crc & 0xffffu;
}   
/**
 * @brief  Cal CRC16 for YModem Packet
 * @param  data
 * @param  length
 * @retval None
 */
uint16_t Cccal_CRC16(const uint8_t* p_data, uint32_t size)
{
  uint32_t crc = 0;
  const uint8_t* dataEnd = p_data+size;   
  while(p_data < dataEnd)
  crc = UpdateCRC16(crc, *p_data++);      
  crc = UpdateCRC16(crc, 0);
  crc = UpdateCRC16(crc, 0);      
  return crc&0xffffu;
}

以上就是YModem协议进行OTA升级的概述

YModem协议以及OTA部分源码

https://github.com/jakajacky/OTA_YModem