linux - 如何(几乎)防止 FT232R(uart)接收数据丢失？

Question

我需要将数据从裸机微 Controller 系统传输到 2MBaud 的 Linux PC。linux PC 当前运行的是 32 位 Kubuntu14.04。

为了存档，我曾尝试使用基于 FT232R 的 USB-UART 适配器，但有时我发现数据丢失。

只要 linux PC 主要处于空闲状态，它似乎大部分时间都在工作；但是，我发现很少有数据丢失。

但是当我强制 cpu 加载时(例如重建我的项目)，数据丢失会显着增加。

经过一些研究，我阅读了 here , FT232R 包含一个容量仅为 384Byte 的接收缓冲区。这意味着，至少每 1.9 毫秒后必须读出 FT232R(USB 轮询)。好吧，FTDI推荐使用流控，但是由于使用的是单片机系统，我是固定不能使用任何流控的。

我可以接受这样一个事实，即没有绝对保证没有数据丢失。但是观察到的数据丢失量对于我的需求来说太过沉重了。

所以我试图找到一种方法来增加我的 linux 上“FT232 驱动程序”的优先级，但找不到如何做到这一点。里面没有描述 AN220 FTDI Drivers Installation Guide for Linux和文件 AN107 FTDI Advanced Driver Options有一个关于“更改驱动程序优先级”的说明，但仅适用于 Windows。

那么，有人知道如何在 linux 中增加 FT232R 驱动程序的优先级吗？

还有其他办法解决这个问题吗？

顺便说一句:当我阅读 FT232H datasheet 时，这似乎带有 1KiB RX 缓冲区。我现在就订购一个并检查它的行为。编辑:没有显着改善。

Answer 1

如果您想要可靠的数据传输，绝对没有办法在没有硬件流控制的情况下正确使用任何 USB 转串口桥接器，并且没有将微 Controller 中至少所有剩余的 RAM 用作串行缓冲区(或至少在您可以存储 ~1s 的数据之前)。

我一直在使用 FTDI 设备，因为 FT232AM 是一个热门的新事物，下面是我如何实现它们:

1. (至少)四根线在桥和 MCU 之间:RXD、TXD、RTS#、CTS#。

2. 在 PC 端启用流量控制。

3. 在事物的 MCU 端启用流控制。

4. MCU 代码只有在可以将完整的回复数据包装入缓冲区时才会发送通信。否则，它会让 PC 端超时并重试请求。对于流回数据的请求，如果在帧就绪时它不能容纳在传输缓冲区中，则整个帧将被丢弃。

5. 如果您希望 PC 能够可靠地收到新数据的通知，比如每次完整 样本/帧，您必须使用事件字符将 FTDI 缓冲区刷新到历史记录，并且编码你的数据。 HDLC 非常适合用于此目的，并且记录在免费标准中(RFC 和 ITU X 和 Q 系列 - 全部免费!)。

6. VCP 驱动程序或 D2XX 端口启动设置为根据应用程序的需要设置传输大小和延迟。

7. 通信协议(protocol)是成帧的，带有 CRC。我通常使用 X.25/Q.921/HDLC 的缩减版本，仅限于简单的“哑”命令和响应设备的 SNRM(E) 模式，以及流数据设备的 SABM(E)。

FTDI 缓冲区的大小并不重要，您的 MCU 应该至少有一个数量级的存储空间来缓冲东西。

如果您正在运行硬实时代码，例如信号处理，请确保您考虑了“背靠背”运行的大量传输中断的开销。一旦 FTDI 设备在 USB 传输后清除其缓冲区，并表明它已准备好从您的 MCU 接收更多数据，您的代码可能会立即传输一个完整的 FTDI 缓冲区的数据。

如果您的实时代码中的周期即将耗尽，您可以使用定时器作为传输中断源，而不是 UART 中断。然后，您可以将定时器速率设置为远低于 UART 速度。这使您可以在不降低波特率的情况下放慢传输速度。如果您在设置/预操作模式下运行或实时任务负载较低，则可以在不更改波特率的情况下轻松提高传输速率。您可以使用类似的技巧来调整接收速度，方法是在定时器控制下翻转 MCU 上的 RTS# 输出。当然，如果您使用 DMA 或速度足够快的 MCU，这不是问题。

如果您没有定时器，请注意许多其他外围设备也可以重新用作定时器中断源。

无论 USB 主机是什么，这条建议都适用。

^{边栏:诚然，据我所知，Linux USB 串行驱动程序“架构”处于假死状态，因此要获得合理的结果可能需要大量工作。恐怕这不是简单的内核线程优先级更改的问题。部分原因是许多 Linux 工作的资金都集中在服务器/企业应用程序上，USB 性能充其量只是次要的问题。它适用于 USB 存储，但 USB 串行是一团糟，没有人真正关心到需要大修和大修的程度。看看那个部门复制面食的数量...}