高波特率 FTDI 的 pyserial 问题答案

【问题标题】：pyserial issues with high baudrate FTDI高波特率 FTDI 的 pyserial 问题
【发布时间】：2020-11-11 16:22:27
【问题描述】：

我有以下设置：

FPGA 以 3Mbps 的波特率在 UART 上发送数据。传输的数据是一个 1024 字节的块，以 20 毫秒到 200 毫秒的可变周期发送。（所以即使在最坏的情况下，数据率也远非 3Msps）
FTDI 232RG
在我的计算机（Windows）上运行的一段python，基本上是：用pyserial，3Msps打开一个COM端口，轮询in_waiting直到它达到一个数据包的大小（1024字节），格式化接收到的数据包并打印它在屏幕上

该脚本适用于低重复频率，但我面临更高重复次数（通常为 20 毫秒）的问题。当以 20 毫秒为周期时，我最终会在 in_waiting 之前的某个地方出现缓冲区溢出。我检查了我的 python 循环的时间，大约需要 4 毫秒。所以看起来上游（在 FTDI 或 Windows 中）有一些东西在一个数据包之后的 4 毫秒内向 pyserial 缓冲区提供多个数据包。

我尝试更改驱动程序中的 FTDI 延迟（从默认的 16 毫秒降低到几毫秒），但似乎没有帮助。

我目前对正在发生的事情一无所知。您对如何更好地了解正在发生的事情有什么建议吗？

感谢您的帮助！

【问题讨论】：

你是如何查看时间的？ 4毫秒是平均值/最小值/最大值吗？我们在谈论哪个操作系统？
nvm 操作系统问题。是否过度阅读了 Windows 部分。
嗨，Christian，我将循环时间计算为进入循环的那一刻（in_waiting 至少是数据包大小）与以下 in_waiting 评估的时间之间的时间差。由于数据包长度恒定，数据包恒定，我的机器负载不重，最大4ms，平均约3.8ms，最小约3.8ms。
啊等等。您如何定义“缓冲区溢出”。数据会丢失吗？还是只是“一次太多数据”？因为这是预期的，因为 FTDI 集群接收数据，直到接收到足够的 USB 帧或直到触发超时。它类似于 TCP 的 Nagle 算法。
一些数据丢失了，因为我传输的数据是一个 16 位数字的列表，我看到在某个时刻，LSB 和 MSB 被“交换”，表明丢失了奇数个字节（偶数字节的丢失将丢失整个 16 位，我可能无法理解）。我知道我期望的值（在给定范围内），所以当我看到“字节序变化”时，我会看到数据丢失，即使发生的是字节序变化，而是丢失了一大块数据。你明白我的意思吗？

标签： buffer pyserial ftdi

【解决方案1】：

您可以在 TX 和 RX 之间创建一个“循环”并运行以下代码（使用 FT2232H 进行测试，因此您很可能需要更改标识符字符串）：

import time
import serial
import serial.tools.list_ports


print([(x[0],x[2]) for x in serial.tools.list_ports.comports()])
port    = [x[0] for x in serial.tools.list_ports.comports() if "FT4Q1LJFB" in x[2]][0]
ser     = serial.Serial(port,12000000)

while True:
    t0      = time.time()
    counter = 0
    for i in range(1000):
        ser.write([1]*3000)
        recv    = ser.read(ser.inWaiting())
        delta_t = time.time() - t0
        counter += len(recv)
        
    print(counter / delta_t)

对我来说显示以下输出

[('COM7', 'USB VID:PID=0403:6010 SER=FT4Q1LJFA'), ('COM8', 'USB VID:PID=0403:6010 SER=FT4Q1LJFB')]
0.0
0.0
0.0
0.0
96787.81184093593
1201991.0268273412
1201197.0857713912
1201166.9350959768
1201445.4072856384

您会注意到它的开头是 0.0。这是因为我在启动程序后连接了 RX 和 TX，导致接收到的字节数增加。这是“默认”模式，意味着 8 位 + 1 个起始位 + 1 个停止位 = 每个字 10 位，这解释了为什么“仅”每秒传输 1.2 MB。

【讨论】：

感谢 Christian 提供的代码。在我的情况下确实有用甚至更简单，因为我没有 TX（FPGA 在周期事件上无条件发送）。当我手头有设置（Covid 家庭办公室）时，我将测试此代码。据我记得，在某些情况下，我会在 4ms（最多）循环内收到 >3000 个字节，因此它会报告 >750kB/s（超过 3Mbps）。我会尽快检查。一个想法可能是只读取而不进行处理以加速循环，并可能更好地看到“突发”事件
我有机会测试你的想法，但基本上结果和你得到的一样。我基本上在我期望的值周围得到了一些抖动（这是可以预料的，因为我的 UART 流是周期性的），并且我在系统“出错”时得到的结果与我在系统时看到的抖动没有什么不同作品。我不太了解哪里出了问题。