RS-485串行端口波特率性能效率

Question

我正在用Python開發一個應用程序，該應用程序通過RS-485兩線半雙工與設備通信。 我有足夠的應用程序工作，可以執行一些性能測試。 我正在使用帶USB到485轉換器的筆記本電腦。 通訊設置為9600，N，8,1。

為了進行速度測試，我發送了一條消息，該消息的總長度為10個字節，其中包括校驗字節。 然后，我等待13個字節的答復。 我對收到的答復進行解碼。響應完成后。 然后，我發送下一條消息。 我會盡快重復此操作100次。 這需要2.895秒。

據此，我計算出我正在發送/接收23個字節* 100次迭代/ 2.895秒= 79​​4個字節/秒。

如果我理解正確，9600 N-8-1的串行端口通信具有1個起始位，8個數據位和1個停止位。 這意味着它有2位的開銷。 因此，實際的理論傳輸速率為（9600位/ s）*（8個數據位/ 10個傳輸位）*（1字節/ 8位）= 960字節/ s。

我的程序正在以794字節/秒的組合速率發送/接收，可能是960字節/秒= 82.7％。

我是否應該能夠達到960字節/秒的接近100％的速度。 還是有這么多帶寬未被利用是典型的？

Answer 1

當通信方向相反時，您將放棄一些時間。 因此，當一側接收到最后一個停止位與將第一個響應字節加載到UART發送器並開始驅動第一個起始位之間有一段“死時間”。

我計算得出，每次雙向運行的停滯時間為5毫秒（幾乎5比特時間，即計算幀開銷的半個字節），即2.895總秒數的0.495秒。 這還不錯，但可能會更好。 但是，我不確定如果不編寫自己的UART驅動程序，您是否會得到很大的改進。

（當然，所有這些都假設兩台計算機使用的時鍾都非常精確。這並不總是正確的，因為在8N1的UART可以容忍兩端之間大約2％的時鍾差。）

在嵌入式領域，如果我們想在絕對最小的帶寬損耗下做到這一點，我們會將驅動程序編寫為標准的雙向全雙工驅動程序，並通過某種方式知道何時切換方向（例如，在數據包邊界上）。 然后，該驅動程序將僅按正確方向推送字節，而其他隊列未使用。

在用戶（應用程序）級別，我們必須確保這些隊列永遠不會餓死。 這意味着，在您的示例中，在完全接收10字節的傳入數據包之前 ，需要准備好13字節的響應數據包。 另一端也需要這樣做。

對於大型機器，通常的做法是在每個方向上“突顯”多個數據包並連續傳輸，以最大程度地減少更改方向的次數。 但是，這會增加延遲，並且需要更多的內存，這對於只有幾KB RAM的小型微控制器可能是個問題。

恕我直言，考慮到您的小數據包，頻繁的方向反轉以及缺乏驅動程序級別的優化，帶寬看起來是正確的。