PXA270 上 RS232 通信的高延迟

Question

我在 PXA270 RISC PC/104 上的 RS232 通信中遇到长时间延迟（1.5 毫秒 - 9.5 毫秒）。我想尽量减少长时间的延迟，但我是嵌入式设备和 C++ 的初学者，所以我认为我错过了一些东西。

上述延迟是指 PXA 板通过 RS232（115200 波特）从外部设备接收数据包时，直到将 ACK 自定义数据包发送回外部设备为止。 我使用示波器测量了 PXA 板上的延迟，一个通道位于 Rx，另一个通道位于 Tx。

PXA 板运行 Arcom 嵌入式 Linux (AEL)。我知道，这不是一个实时操作系统，但我仍然认为，4.5ms 的平均延迟对于提取接收到的数据包、验证它的 CRC16、构造一个 ACK​​ 数据包来说太高 CRC）并将其发送回串行线。 我还故意让CPU承受重负载（一些并行的gzip操作），但延迟时间根本没有增加。 接收数据包的最大大小为 30 字节。

一个 C++ 应用程序（另一个前同事编写的）正在处理数据包的接收及其确认。 一个线程正在发送，另一个线程正在接收数据包。

我认为 PXA 板上的 RTC 分辨率非常差，AEL 无法将时序与内部 RTC 分辨率对齐。但 RTC 的频率为 32.768 kHz。分辨率足够了，还是不解释延迟高。顺便说一句，我认为操作系统使用内部 PXA 时钟（也有足够的分辨率）而不是 RTC 进行计时。

因此，问题必定出在 C++ 应用程序中或 RS232 接口的驱动程序/操作系统设置中。

根据串行编程指南，以下控制标志用于 C++ 应用程序中的 RS232 通信对于 POSIX 操作系统：

// Open RS232 on COM1
mPhysicalComPort = open(aPort, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
// Force read call to block if no data available
int f = fcntl(mPhysicalComPort, F_GETFL, 0);
f &= ~O_NONBLOCK;
fcntl(mPhysicalComPort, F_SETFL, f);
// Get the current options for the port...
tcgetattr(mPhysicalComPort, &options);
// ... and set them to the desired values
cfsetispeed(&options, baudRate);
cfsetospeed(&options, baudRate);
// no parity (8N1)
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
options.c_cflag &= ~CSIZE;
options.c_cflag |= CS8;
// disable hardware flow control
options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
// raw input
options.c_lflag = 0;
// disable software flow control
options.c_iflag = 0;
// raw output
options.c_oflag = 0;
// Set byte times
options.c_cc[VMIN] = 1;
options.c_cc[VTIME] = 0;
// Set the new options for the port
tcsetattr(mPhysicalComPort, TCSAFLUSH, &options);
// Flush to put settings to work
tcflush(mPhysicalComPort, TCIOFLUSH);

我认为我错过了一些非常简单的东西。我认为，如果应用程序的进程在更高的优先级下运行，这并不能解决问题。必须有某种东西指示 RS232 驱动程序以更高的优先级处理请求，以最大限度地减少延迟。

有人有什么想法吗？预先非常感谢您的帮助。

Answer 1

非常感谢您的评论。

我能够将延迟减少到约 0.4 毫秒。 AEL 手册中引用了命令 setserial(8)。宾果游戏，我在那里找到了 low_latency 标志，并具有以下描述：

最大限度地减少接收延迟
串行设备的成本更大
CPU 利用率。 （通常有一个
之前平均延迟 5-10 毫秒
字符被传递给线路
纪律以尽量减少开销。）
默认情况下关闭，但某些情况下
实时应用程序可能会发现这个
有用。

然后我执行了setserial /dev/ttyS1 low_latency，延迟减少到~0.4ms:-)

但是我想在C++应用程序中实现这个行为，而不用setserial全局设置这个标志（这个命令默认情况下不包含在所有发行版中）。

我添加了以下代码行，其与 setserial 中的 low_latency 标志具有相同的效果：

#include <sys/ioctl.h> 
#include <linux/serial.h>
// Open RS232 on COM1
mPhysicalComPort = open(aPort, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
struct serial_struct serial;
ioctl(mPhysicalComPort, TIOCGSERIAL, &serial); 
serial.flags |= ASYNC_LOW_LATENCY; // (0x2000)
ioctl(mPhysicalComPort, TIOCSSERIAL, &serial);