RS-485串行端口波特率性能效率

Question

我正在用Python开发一个应用程序，该应用程序通过RS-485两线半双工与设备通信。 我有足够的应用程序工作，可以执行一些性能测试。 我正在使用带USB到485转换器的笔记本电脑。 通讯设置为9600，N，8,1。

为了进行速度测试，我发送了一条消息，该消息的总长度为10个字节，其中包括校验字节。 然后，我等待13个字节的答复。 我对收到的答复进行解码。响应完成后。 然后，我发送下一条消息。 我会尽快重复此操作100次。 这需要2.895秒。

据此，我计算出我正在发送/接收23个字节* 100次迭代/ 2.895秒= 79​​4个字节/秒。

如果我理解正确，9600 N-8-1的串行端口通信具有1个起始位，8个数据位和1个停止位。 这意味着它有2位的开销。 因此，实际的理论传输速率为（9600位/ s）*（8个数据位/ 10个传输位）*（1字节/ 8位）= 960字节/ s。

我的程序正在以794字节/秒的组合速率发送/接收，可能是960字节/秒= 82.7％。

我是否应该能够达到960字节/秒的接近100％的速度。 还是有这么多带宽未被利用是典型的？

Answer 1

当通信方向相反时，您将放弃一些时间。 因此，当一侧接收到最后一个停止位与将第一个响应字节加载到UART发送器并开始驱动第一个起始位之间有一段“死时间”。

我计算得出，每次双向运行的停滞时间为5毫秒（几乎5比特时间，即计算帧开销的半个字节），即2.895总秒数的0.495秒。 这还不错，但可能会更好。 但是，我不确定如果不编写自己的UART驱动程序，您是否会得到很大的改进。

（当然，所有这些都假设两台计算机使用的时钟都非常精确。这并不总是正确的，因为在8N1的UART可以容忍两端之间大约2％的时钟差。）

在嵌入式领域，如果我们想在绝对最小的带宽损耗下做到这一点，我们会将驱动程序编写为标准的双向全双工驱动程序，并通过某种方式知道何时切换方向（例如，在数据包边界上）。 然后，该驱动程序将仅按正确方向推送字节，而其他队列未使用。

在用户（应用程序）级别，我们必须确保这些队列永远不会饿死。 这意味着，在您的示例中，在完全接收10字节的传入数据包之前 ，需要准备好13字节的响应数据包。 另一端也需要这样做。

对于大型机器，通常的做法是在每个方向上“突显”多个数据包并连续传输，以最大程度地减少更改方向的次数。 但是，这会增加延迟，并且需要更多的内存，这对于只有几KB RAM的小型微控制器可能是个问题。

恕我直言，考虑到您的小数据包，频繁的方向反转以及缺乏驱动程序级别的优化，带宽看起来是正确的。