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c++ - Linux 上的低延迟串行通信

coder 2023-06-02 原文

我正在 Linux 上通过串行端口实现协议(protocol)。该协议(protocol)基于请求应答方案，因此吞吐量受限于将数据包发送到设备并获得应答所需的时间。这些设备大多基于 arm 并运行 Linux >= 3.0。我在将往返时间减少到 10 毫秒以下时遇到了麻烦(115200 波特，8 个数据位，无奇偶校验，每条消息 7 个字节)。

哪些 IO 接口(interface)的延迟最低:select、poll、epoll 或使用 ioctl 手动轮询？阻塞或非阻塞 IO 会影响延迟吗？

我尝试使用 setserial 设置 low_latency 标志。不过好像没什么效果。

还有什么我可以尝试减少延迟的方法吗？由于我控制所有设备，因此甚至可以修补内核，但最好不要。

---- 编辑----

串行 Controller 使用的是 16550A。

最佳答案

请求/应答方案往往效率低下，并且在串行端口上很快出现。如果您对吞吐量感兴趣，请查看窗口协议(protocol)，例如 kermit 文件发送协议(protocol)。

现在，如果您想坚持使用您的协议(protocol)并减少延迟，选择、轮询、读取都会给您大致相同的延迟，因为正如 Andy Ross 所说，真正的延迟在于硬件 FIFO 处理。

如果幸运的话，您可以在不打补丁的情况下调整驱动程序的行为，但您仍然需要查看驱动程序代码。但是，让 ARM 处理 10 kHz 的中断率肯定不会对整体系统性能有好处...

另一种选择是填充您的数据包，以便您每次都达到 FIFO 阈值。它还会确认是否是 FIFO 阈值问题。

10 msec @ 115200 足以传输 100 个字节(假设为 8N1)，所以您看到的可能是因为未设置 low_latency 标志。试试

setserial /dev/<tty_name> low_latency

它将设置low_latency标志，内核在tty层向上移动数据时使用该标志:

void tty_flip_buffer_push(struct tty_struct *tty)
{
         unsigned long flags;
         spin_lock_irqsave(&tty->buf.lock, flags);
         if (tty->buf.tail != NULL)
                 tty->buf.tail->commit = tty->buf.tail->used;
         spin_unlock_irqrestore(&tty->buf.lock, flags);
 
         if (tty->low_latency)
                 flush_to_ldisc(&tty->buf.work);
         else
                 schedule_work(&tty->buf.work);
}

schedule_work 调用可能是造成您观察到的 10 毫秒延迟的原因。

关于c++ - Linux 上的低延迟串行通信，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/13126138/

串行ampsectionttyc++linuxserial-portlow-latencythroughput

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