串行: write()节流？

Question

我正在做一个发送串行数据的项目来控制LED灯的动画，这需要与动画引擎保持同步。似乎有一个很大的串行写入缓冲区(OSX (POSIX) + FTDI芯片组usb串行设备)，因此无需手动限制对write()的调用，软件就可以提前几秒钟。

目前我手动将串行写入速度限制在波特率(8N1 =每8字节数据10字节串行帧，最大19200 bps串行-> 1920字节每秒)，但我遇到了动画随时间漂移与灯光不同步的问题-它开始很好，但10分钟后动画和灯光之间存在明显的(100ms+)延迟。

这是限制串行写入速度的代码(每个动画帧调用一次，'elapsed‘是当前帧的持续时间，'baudrate’是bps (19200))：

void BufferedSerial::update( float elapsed )
{
    baud_timer += elapsed;

    if ( bytes_written > 1024 )
    {
        // maintain baudrate
        float time_should_have_taken = (float(bytes_written)*10)/float(baudrate);
        float time_actually_took = baud_timer;
        // sleep if we have > 20ms lag between serial transmit and our write calls
        if ( time_should_have_taken-time_actually_took > 0.02f )
        {
            float sleep_time = time_should_have_taken - time_actually_took;
            int sleep_time_us = sleep_time*1000.0f*1000.0f;
            //printf("BufferedSerial::update sleeping %i ms\n", sleep_time_us/1000 );
            delayUs( sleep_time_us );

            // subtract 128 bytes 
            bytes_written -= 128;
            // subtract the time it should have taken to write 128 bytes
            baud_timer -= (float(128)*10)/float(baudrate);
        }
    }
}   

很明显，有什么地方出了问题。

一种更好的方法是能够确定当前传输队列中的字节数，并尝试将其保持在固定阈值以下，但我不知道如何在OSX (POSIX)系统上做到这一点。

任何建议都很感谢。

Answer 1

如果你想放慢你的动画速度以匹配你可以写入LED的最大速度，你可以只使用tcdrain()；类似这样：

while (1)
{
    write(serial_fd, led_command);
    animate_frame();
    tcdrain(serial_fd);
}

Answer 2

您可以使用硬件流控制。

我不知道串行链路的另一端有什么硬件，但展台两端可以通过RTS/CTS握手线路进行同步和节流。

毕竟，这就是他们的目的。

Answer 3

必须将数据输入到串行热敏条形图记录器一次(非常类似于收据打印机)，并有相同类型的问题。数据中的任何延迟都会导致打印输出中的跳转，这是不可接受的。

解决方案非常简单:如果您始终将数据保存在内核串行缓冲区中，则输出将精确到每秒(波特率/ (1 +数据位+停止位))个字符。所以只需添加足够的NUL字节填充来分隔数据即可。

我想，如果一些设备在数据中看到NUL字节，那么它们可能会做非常糟糕的事情，在这种情况下，这将不起作用。但许多人只是忽略了消息之间的额外NUL字节，这让你可以在串口内部使用非常精确的硬件计时器来控制计时。