Windows上位机与下位机通过串口，怎么提高通讯响应速度啊

chxaitz · 发表于 2016-9-24 10:01:32

Wondows上位机与下位机需要通过通过串口进行文件传输。可是发现，在win7环境下发送->等待应答->下一次发送，时间间隔总是稳定在20ms左右，而在win10的环境下，之间的时间间隔，只有2.5ms。
现在是同样的程序，分别在2台电脑，分别安装win7和win10的环境下测试完成。
不知道为什么会出现这种情况。后来在win10的系统中，安装win7的虚拟机，测试通讯速率，发现与物理机win7系统几乎无异。
可是这几乎10倍的差距，不知道什么原因造成的。大神们有遇到过吗？怎么编程提高win7环境下的串口响应速度？不能逼着客户换系统啊。提高电脑串口硬件中断的优先级？提高串口操作线程的优先级？还请大家，不吝赐教^_^

NJ8888 · 发表于 2016-9-24 10:09:58

你可以开一个大的缓冲区存取文件，按115200波特算，每1ms大约8.6字节，每20ms会172字节，假设你设计定时发送100ms发5*172字节，那么你示波器会看到串口闲不下来。这时系统的响应对你串口影响可以忽略

太阳花 · 发表于 2016-9-24 10:10:56

没用就那样了

modbus · 发表于 2016-9-24 13:10:13

肯定是你哪地方没搞好，我用XP都不会这么慢，电脑上串口用的是什么

codefish · 发表于 2016-9-25 08:53:36

这是一个有趣的现象，有空研究一下。

HalenYU · 发表于 2016-9-25 09:04:42

楼主这个问题问的好，我昨天还为了这问题和项目经理撕逼了。由于实际项目通信20ms字符超时有时通，有时不通，导致我这么证明不是下位机导致的，他都不信，总觉得我测试的次数不够多。问题是用示波器捕获脉宽的方式，长时间一直捕获，探头稍微受到干扰得确就能抓到这样的超时信号，让我是无言以对啊

。因此我也只能反向证明我的观点是对的，当然他还是不信，真想炒他鱿鱼

。

jiulong855@.163 · 发表于 2016-9-25 09:40:19

wins不是实时操作系统，他要求的是数据吞吐量，如果通讯响应速度要求这么高，能考虑别的方案吗？

takashiki · 发表于 2016-9-25 09:47:43

HalenYU 发表于 2016-9-25 09:04
楼主这个问题问的好，我昨天还为了这问题和项目经理撕逼了。由于实际项目通信20ms字符超时有时通，有时不通 ...

20ms超时亏你们想的出来，跟交流电同步么。要么写驱动，要么一个劲的发送。不管什么高精度延时啥的一旦进程调度了都白搭。

takashiki · 发表于 2016-9-25 09:49:57

怎么编程提高win7环境下的串口响应速度

最好的办法是更改通信协议，其次是写驱动，最后才是一个劲的狂发防止断流

HalenYU · 发表于 2016-9-25 11:14:47

takashiki 发表于 2016-9-25 09:47
20ms超时亏你们想的出来，跟交流电同步么。要么写驱动，要么一个劲的发送。不管什么高精度延时啥的一旦进 ...

要是你是领导就好了，领导不懂我tm就懵逼了

modbus · 发表于 2016-9-25 11:20:38

这十有八九是上位机软件编的不行，串口通讯我也做过很多，从WIN95、WIN98、WIN2000、XP、WIN7、WIN10一路走来，还没碰到响应这么慢的

modbus · 发表于 2016-9-25 11:23:17

做WINDOWS开发，程序编写质量对性能影响差距十分巨大

zhouqw1979 · 发表于 2016-9-25 21:37:57

可能与串口的驱动芯片+驱动有关。
用过cp210x和ft232芯片，ft芯片速度要远远慢于cp210x。

lzg · 发表于 2016-9-26 00:07:49

没有一个完美的。ft号称最稳定，因为他有缓冲区，还有内部控制的延迟，也就是因为这两项，他的速度比较慢。我的stm32用的ft下载，就很慢。后来调整了延迟，好多了，但是据说赶不上其他廉价的，甚至不如ch340G，这货最近又缺货。

chxaitz · 发表于 2016-9-26 09:11:35

modbus 发表于 2016-9-25 11:23
做WINDOWS开发，程序编写质量对性能影响差距十分巨大

为了寻找可能的原因，现在的上位机软件，已经精简到，直接开个线程，代码已经啥事儿都不干，就是读串口，读完了就应答，简易代码如下，性能分析用的是VS自带的性能分析，因为不是这台电脑，我无法贴出来：
然后应答延时是用示波器抓的，我现在知道肯定是上位机相应没有那么快，但是不知道是系统的问题，还是.net的问题，还是SerialPort这个控件的问题，但肯定不是代码的问题~O(∩_∩)O哈哈~
（对了，你比方说，我测试的Win10和Win7延时根本就不是一个级别，这点按理说，该怎么解释呢~）

void main( string[] args ){
Task tsk = new Task.Factory.StartNew( funcReadAndAns );
}

void funcReadAndAns(){
while( true ){
while( funcPacRxed ){
funcPacTx(...);
}
}
}

chxaitz · 发表于 2016-9-26 09:23:49

HalenYU 发表于 2016-9-25 09:04
楼主这个问题问的好，我昨天还为了这问题和项目经理撕逼了。由于实际项目通信20ms字符超时有时通，有时不通 ...

探头受到干扰导致数据帧出错，无法解析导致超时是正常的。
可是正常通信，上位机的应答有没有20ms的响应时间，这个你没有证明啊。
不过实际，我也没有有效证明，只是通过以下两种方式：
1.通过VS的性能分析工具，看看高负荷情况下，主要是耗时都是在哪里；
2.通过示波器，查看高负荷情况下的响应情况

modbus · 发表于 2016-9-26 09:34:38

chxaitz 发表于 2016-9-26 09:11
为了寻找可能的原因，现在的上位机软件，已经精简到，直接开个线程，代码已经啥事儿都不干，就是读串口， ...

你先说说你电脑上的串口是电脑自带的还是USB转的，如果是USB转的，是不是用的FT232

chxaitz · 发表于 2016-9-26 09:38:27

lzg 发表于 2016-9-26 00:07
没有一个完美的。ft号称最稳定，因为他有缓冲区，还有内部控制的延迟，也就是因为这两项，他的速度比较慢。 ...

受教了，之前没有考虑还有芯片的问题，因为之前看了几款芯片，但是主要看的参数是速率，所以现在选的是CP2102，记得手册上写的是支持1MHz的速率，现在用的就是他的最高速率；
现在方向已经改为使用类Xmode+滑动窗口方式进行传输了，参考Xmode，将数据流长度设置为1024，加入滑动窗口的设计方式，即在帧前加个自增的Id，每次最多可以发两帧，如果第二帧发完，还未接到第一帧的应答，则认为通信超时；如果接到了上一帧的应答，则又可以发下一帧，不知道这种方式，会不会能改善很多。O(∩_∩)O哈哈~

chxaitz · 发表于 2016-9-26 09:39:17

modbus 发表于 2016-9-26 09:34
你先说说你电脑上的串口是电脑自带的还是USB转的，如果是USB转的，是不是用的FT232 ...

我用的是CP2102。O(∩_∩)O哈哈~

modbus · 发表于 2016-9-26 09:43:14

不同系统延时不一样很正常，跟实现方法有一定关系，我做过一款软件，某个功能用编程软件自带的实现，在XP、WIN7下打开时间都在1秒以内，但在WIN10下都快10秒了，后来改调用API实现，在这几个系统中都能在1秒以内

mangocity · 发表于 2016-9-26 09:45:21

难道你的数据串行化发送和接收不需要时间？

chxaitz · 发表于 2016-9-26 10:01:04

本帖最后由 chxaitz 于 2016-9-26 10:09 编辑

mangocity 发表于 2016-9-26 09:45
难道你的数据串行化发送和接收不需要时间？

串口1MHz的速率，用示波器看的，可能我没表达清楚，现在讨论的就是从下位机发送应答帧，到上位机发送下一帧，这之间的延时。
哦，可能我也理解错了你的意思，你说的串行化是不是指Json，Probuf之类的串行化操作？我之前测试过Json串行化的速率，上位机串行化其实不占啥时间的，下位机都是简单的应答帧。
而且这个的文件数据流，就是二进制码流，不需要上面那些串行化。O(∩_∩)O哈哈~

mangocity · 发表于 2016-9-26 10:10:42

我之前做过一个测试，在 win7 64bit 平台下用 modbus 03 去读设备上的一个双字节数据，波特率9600，8N2。
计时方式是：发送开始前计时，到数据包收取完成停止计时。
系统轻载，测试时长 12H。
结果：最短的时间20毫秒出头。因为系统调度延迟造成的最长时间大概60多ms。
用最短时间来计算的话，扣除数据传输时间后几乎是没什么延时的。
1Mbps 波特率还那么慢感觉不应该。

mangocity · 发表于 2016-9-26 10:11:46

chxaitz 发表于 2016-9-26 10:01
串口1MHz的速率，用示波器看的，可能我没表达清楚，现在讨论的就是从下位机发送应答帧，到上位机发送 ...

串行化指的是你的数据通过串口输出的延时。
通常9600波特率一个字节串行化到串口需要1ms的时间。

chxaitz · 发表于 2016-9-26 10:56:54

mangocity 发表于 2016-9-26 10:11
串行化指的是你的数据通过串口输出的延时。
通常9600波特率一个字节串行化到串口需要1ms的时间。 ...

明白了，那现在讨论的就是从下位机发送应答帧，到上位机发送数据帧，这期间没有数据的空档时间~O(∩_∩)O哈哈~

BAOJIWWWJJJWWW · 发表于 2016-9-26 11:37:12

本帖最后由 BAOJIWWWJJJWWW 于 2016-9-26 11:40 编辑

系统调度时间的问题，一版是16ms，做串口就这问题，我也碰到了。之前自己写modbus-rtu，就发现这个问题。也与你使用的串口转换器有关系，FT232的BDM时间可以调整，可以做的很快。另外系统定时器不能使用win里面的，要用多媒体定时器，最小定时是1ms，我试过，可以快的。不过win系统不实时，所以快了容易出错。USB转的串口就更不好了，可以用那种cpi扩展的串口或者计算机原生串口就没这问题。

gonboy · 发表于 2016-9-26 12:07:55

1. 定义20ms串口超时的人，可以拉出去斩了。
拍脑袋想事情的。一般是不会定义超时这么短的，本质脱离了超时的含义。

2. 增加单包的长度，如16K,128K.....1M...........

3. 提高波特率

4. 速度要求更高，请更换物理接口

zhangfeng0115 · 发表于 2016-9-26 15:31:39

怎么提高，串口就那速度19200波特率

HalenYU · 发表于 2016-9-26 20:15:13

chxaitz 发表于 2016-9-26 09:23
探头受到干扰导致数据帧出错，无法解析导致超时是正常的。
可是正常通信，上位机的应答有没有20ms的响应 ...

今天用逻辑分析仪又搞了，通过串口监控电脑端与逻辑分析仪监控下位机，得到的数据对比，终于把问题说清楚了。很明显下位机数据很正常，上位机监控确经常报超时

yerrmin · 发表于 2016-9-26 20:50:43

不要用USB转串口，用PCI或PCIE串口卡

chxaitz · 发表于 2016-10-25 17:29:38

yerrmin 发表于 2016-9-26 20:50
不要用USB转串口，用PCI或PCIE串口卡

嗯，我也同意，那样，响应速度才能更高，不然只能通过大单次，大吞吐量来解决速度问题~

czg1411 · 发表于 2016-10-25 21:33:40

HalenYU 发表于 2016-9-25 09:04
楼主这个问题问的好，我昨天还为了这问题和项目经理撕逼了。由于实际项目通信20ms字符超时有时通，有时不通 ...

windows 串口事件20ms会响应，如果是文件方式打开串口这么短的时间不会响应。

farmerzhangdl · 发表于 2016-10-26 10:51:39

我记得windows的最小定时时间是50ms，你搞20ms超时不是自己找麻烦么

Windows上位机与下位机通过串口，怎么提高通讯响应速度啊

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！