windows - 串行通讯，延迟最小

我有一台通过串行通信(即物理或仿真串行端口的RS-232/RS-422)与外部设备连接的计算机。它们之间通过频繁的数据交换(30Hz)进行通信，但只有很小的数据包(每个数据包少于16个字节)。

通信的最关键要求是低等待时间或发送和接收之间的延迟。

数据交换模式类似于握手。一个主机设备启动通信，并继续在客户端设备上发送通知。客户端设备需要尽可能快地答复来自主机设备的每个通知(这正是需要实现低延迟的地方)。通知和回复的数据包定义良好；即数据长度是已知的。
并且基本上不允许数据丢失。

我使用以下常见的Win API函数以同步方式进行I/O读/写:
CreateFile，ReadFile，WriteFile

客户端设备使用ReadFile从主机设备读取数据。客户端读取完已知长度的完整数据包后，便使用WriteFile用相应的数据包答复主机设备。读取和写入始终是连续的，没有并发性。

通讯速度不够快。即，数据发送和接收之间的时间间隔太长。我想这可能是串行端口缓冲或中断的问题。

在这里，我总结了一些可以改善延迟的可能措施。
请给我一些建议和更正:)

用FILE_FLAG_NO_BUFFERING标志调用CreateFile吗？我不确定此标志在此情况下是否相关。

在每个WriteFile之后调用FlushFileBuffers吗？或可以通知/中断串行端口立即传输数据的任何操作？

为处理串行通信的线程和进程设置更高的优先级

为仿真设备(及其驱动程序)设置等待时间计时器或传输大小。但是物理串口呢？

Windows上是否有与Windows上的setserial/low_latency类似的东西？

禁用FIFO？

提前致谢!

最佳答案

在我的情况下，我通过将comm超时设置为{MAXDWORD,0,0,0,0}来解决了这个问题。

经过多年的努力，在这一天，我终于能够使用Microsoft的CDC级USB UART驱动程序(USBSER.SYS，它现在已在Windows 10中内置，因此实际上可以使用)使串行通讯终端足够快。

显然，上述值的集合是一个特殊值，它设置了最小的超时和最小的延迟(至少使用Microsoft驱动程序，或者无论如何在我看来，这都是这样)，并且如果没有新字符接收，还会导致ReadFile立即返回缓冲。

这是我的代码(Visual C++ 2008，项目字符集从“Unicode”更改为“Not set”，以避免端口名的LPCWSTR类型转换问题)打开端口:

static HANDLE port=0;
static COMMTIMEOUTS originalTimeouts;

static bool OpenComPort(char* p,int targetSpeed) { // e.g. OpenComPort ("COM7",115200);
    char portname[16];
    sprintf(portname,"\\\\.\\%s",p);
    port=CreateFile(portname,GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,0,OPEN_EXISTING,0,0);
    if(!port) {
        printf("COM port is not valid: %s\n",portname);
        return false;
    }
    if(!GetCommTimeouts(port,&originalTimeouts)) {
        printf("Cannot get comm timeouts\n");
        return false;
    }
    COMMTIMEOUTS newTimeouts={MAXDWORD,0,0,0,0};
    SetCommTimeouts(port,&newTimeouts);
    if(!ComSetParams(port,targetSpeed)) {
        SetCommTimeouts(port,&originalTimeouts);
        CloseHandle(port);
        printf("Failed to set COM parameters\n");
        return false;
    }
    printf("Successfully set COM parameters\n");
    return true;
}

static bool ComSetParams(HANDLE port,int baud) {
    DCB dcb;
    memset(&dcb,0,sizeof(dcb));
    dcb.DCBlength=sizeof(dcb);
    dcb.BaudRate=baud;
    dcb.fBinary=1;
    dcb.Parity=NOPARITY;
    dcb.StopBits=ONESTOPBIT;
    dcb.ByteSize=8;
    return SetCommState(port,&dcb)!=0;
}

这是USB运作的痕迹。请注意OUT事务(输出字节)，然后是IN事务(输入字节)，然后是3毫秒内的更多OUT事务(输出字节):



最后，由于您正在阅读本文，因此您可能会对我通过UART发送和接收字符的函数感兴趣:

    unsigned char outbuf[16384];
    unsigned char inbuf[16384];
    unsigned char *inLast = inbuf;
    unsigned char *inP = inbuf;
    unsigned long bytesWritten;
    unsigned long bytesReceived;

    // Read character from UART and while doing that, send keypresses to UART.
    unsigned char vgetc() {
        while (inP >= inLast) { //My input buffer is empty, try to read from UART
            while (_kbhit()) { //If keyboard input available, send it to UART
                outbuf[0] = _getch(); //Get keyboard character
                WriteFile(port,outbuf,1,&bytesWritten,NULL); //send keychar to UART
            }
            ReadFile(port,inbuf,1024,&bytesReceived,NULL);
            inP = inbuf;
            inLast = &inbuf[bytesReceived];
        }
        return *inP++;
    }

大额转账在代码中的其他地方处理。

最后一点，显然这是自1998年放弃DOS以来我设法编写的第一个快速UART代码。

我在这里找到了相关信息:http://www.egmont.com.pl/addi-data/instrukcje/standard_driver.pdf

关于windows - 串行通讯，延迟最小，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/15752272/