STM32F2xx USB FS CDC, Достижение максимальной пропускной способности Опции

[BaN]

Пытаюсь разобраться с работой USB full-speed в STM32 на примере USB CDC от ST из STM32_USB-Host-Device_Lib_V2.1.0. Хочу добиться скорости 800кБ/с передачи в одну сторону от устройства до ПК.
Использую драйвер VCP_V1.3.1 от ST.
Работаю с STM32F205RBT6.
Прием/передача нормально работают, но хочется выжать максимальную пропускную способность в одном направлении (от устройства к ПК).
И здесь возникли трудности, не удается получить более 740кБ/с (чуть меньше половины от максимальной пропускной способности USB FS).
В пример внес изменения:

Код

#define CDC_IN_FRAME_INTERVAL          0    /* Number of frames between IN transfers */
#define APP_RX_DATA_SIZE               32768 /* Total size of IN buffer: */

В основном цикле отправляю данные со скоростью 1МБ/с:

Код

  uint32_t cnt = 0;
  uint32_t value = 4;
  while (1)
  {
      // Запуск отсчета задержки value мс
      TIM2->PSC = (2*30000000/1000)/((value == 1) ? 2 : 1)-1;    //настроить делитель для формирования милисекунд
      TIM2->ARR = (value == 1) ? 1 : (value-1);                  //загрузить значение задержки
      TIM2->CNT = 0;
      TIM2->EGR = TIM_EGR_UG;
      TIM2->SR &= ~TIM_SR_UIF;
      TIM2->CR1 = TIM_CR1_OPM | TIM_CR1_CEN;        //запустить таймер

      for (uint32_t j = 0; j < 1024; j++)
      {
          APP_Rx_Buffer[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[3];
          APP_Rx_Buffer[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[2];
          APP_Rx_Buffer[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[1];
          APP_Rx_Buffer[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[0];
          cnt++;
      }
      if(APP_Rx_ptr_in == APP_RX_DATA_SIZE)
      {
        APP_Rx_ptr_in = 0;
      }

      while((TIM2->SR & TIM_SR_UIF)==0){} //дождаться конца задержки
      TIM2->SR &= ~TIM_SR_UIF;        //сбросить флаг
    }

Здесь идет запись в буфер раз в 4мс по 4096б, при этом достигается скорость 740кБ/с. Если записывать в буфер раз в 2мс по 2048б, при этом достигается скорость 660кБ/с. При записи в буфер меньшими объемами, но чаще, например каждую 1мс по 1024б (0,5мс/512б, 0,25мс/256б), уже скорость падает до 500кБ/с. Я так понимаю, что это из-за NACK.
Но что ограничивает максимальную пропускную способность при передаче в одну сторону до половины от максимально возможной?
Дело в драйвере VCP от ST на ПК или я что-то не учитываю на стороне устройства?

[BaN]

Опять у меня проблемы с обменом. Нужно передавать непрерывный поток данных 750кБ/с.
При отправке данных в цикле:

Код

while (1)
{
    if ( (USB_OTG_dev.dev.device_status == USB_OTG_CONFIGURED) && (USB_Tx_State == 0 ))
    {
      USB_Tx_State = 1;
      DCD_EP_Tx (&USB_OTG_dev, CDC_IN_EP, (uint8_t*)&APP_Rx_Buffer[0], APP_RX_DATA_SIZE);
    }
}

Достигается скорость 950кБ/с.
Сделал проверочную отправку непрерывного потока данных 750кБ/с:

CODE

#define APP_RX_DATA_SIZE (7*4096)
...
uint8_t APP_Rx_Buffer [APP_RX_DATA_SIZE];
uint8_t APP_Rx_Buffer_2 [APP_RX_DATA_SIZE];
...
SysTick_Config(SystemCoreClock /48000);
while (1)
{
if (new_data_ready == 1)
{
static uint32_t cnt = 0;
uint8_t *buf_ptr;

new_data_ready = 0;
if (USB_Tx_Buf_State == 0)
{
buf_ptr = APP_Rx_Buffer;
}
else
{
buf_ptr = APP_Rx_Buffer_2;
}

if(APP_Rx_ptr_in == APP_RX_DATA_SIZE)
{
if (APP_Rx_ptr_in_OVERFLOW <= (APP_RX_DATA_SIZE-8))
{
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in_OVERFLOW++] = 'O';
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in_OVERFLOW++] = 'V';
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in_OVERFLOW++] = 'E';
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in_OVERFLOW++] = 'R';
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in_OVERFLOW++] = 'F';
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in_OVERFLOW++] = 'L';
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in_OVERFLOW++] = 'O';
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in_OVERFLOW++] = 'W';
}
}
else
{
// Записываем 16 байт данных с частотой 48кГц
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[3];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[2];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[1];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[0];
cnt++;
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[3];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[2];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[1];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[0];
cnt++;
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[3];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[2];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[1];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[0];
cnt++;
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[3];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[2];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[1];
buf_ptr[APP_Rx_ptr_in++] = ((uint8_t*)&(cnt))[0];
cnt++;
}
}
if ( (USB_OTG_dev.dev.device_status == USB_OTG_CONFIGURED) && (USB_Tx_State == 0 ) && (APP_Rx_ptr_in > (4096-1)))
{
uint8_t *buf_ptr;
uint8_t *fill_ptr;
uint32_t buf_leftovers;
uint32_t len;

if (USB_Tx_Buf_State == 0)
{
buf_ptr = APP_Rx_Buffer;
fill_ptr = APP_Rx_Buffer_2;
USB_Tx_Buf_State = 1;
}
else
{
buf_ptr = APP_Rx_Buffer_2;
fill_ptr = APP_Rx_Buffer;
USB_Tx_Buf_State = 0;
}
len = APP_Rx_ptr_in;
APP_Rx_ptr_in = 0;
APP_Rx_ptr_in_OVERFLOW = 0;
// Копируем данные из бефера, которые не кратны 4096
// т.к. приемный буфер драйвера VCP от ST размером 4096
buf_leftovers = len & 0x00000FFF;
len -= buf_leftovers;
while (APP_Rx_ptr_in < buf_leftovers)
{
fill_ptr[APP_Rx_ptr_in] = buf_ptr[(len+APP_Rx_ptr_in)];
APP_Rx_ptr_in++;
}

USB_Tx_State = 1;
DCD_EP_Tx (&USB_OTG_dev, CDC_IN_EP, buf_ptr, len);
}
}
...
void SysTick_Handler(void)
{
new_data_ready = 1;
}

При проверке подключаю устройство напрямую к корневому хабу, все остальные устройства отключаю от шины USB. Настраиваю USBlyzer на логгирование всех устройств на шине (моего устройства, всех хабов, всех хостов).
И в итоге всё нормально передается, но почему-то возникает нечастая (может подряд через несколько сотен мс, может через несколько десятков секунд) непериодическая задержка между передачами разной длительностью в среднем 40мс, но до 100мс, из-за которой у меня забиваются буферы и данные теряются. При этом, судя по логу, никакого трафика на шине в этот момент не идет.
Что это вообще может быть?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[jcxz]

Опять у меня проблемы с обменом. Нужно передавать непрерывный поток данных 750кБ/с.

Если у вас требование по ТЗ - передача потока с фиксированной скоростью и при этом использование bulk - это явное противоречие. bulk - не предназначен для передач с гарантированной скоростью.
bulk - это фоновая передача с низшим приоритетом.
Для гарантированной полосы вам нужна изохронная передача и только она.
Правьте ТЗ.

Если так уж нужно чтоб ваше устройство выглядело на стороне PC как COM-порт, создайте виртуальный COM сторонними драйверами и передавайте потоки (RX/TX) через две изохронные точки.

[BaN]

Если у вас требование по ТЗ - передача потока с фиксированной скоростью и при этом использование bulk - это явное противоречие. bulk - не предназначен для передач с гарантированной скоростью.
bulk - это фоновая передача с низшим приоритетом.
Для гарантированной полосы вам нужна изохронная передача и только она.
Правьте ТЗ.

Если так уж нужно чтоб ваше устройство выглядело на стороне PC как COM-порт, создайте виртуальный COM сторонними драйверами и передавайте потоки (RX/TX) через две изохронные точки.

Попробую пока сделать тестовую передачу через изохронную точку и посмотреть, будет ли возникать эта же задержка.

[jcxz]

Да с чего бы она возникала??? Это-бы противоречило стандарту USB.
Задержка в изохронной - это эквивалентно потере кадров.
У меня девайс с изохронной точкой ~870байт работает часами без проблем - потерь кадров ==0.