sirakawa
2025年7月24日 20時38分
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製品型番：Armadillo-420
Debian/ABOSバージョン：atmark-dist v1.55.1
カーネルバージョン：Linux 3.14.36-at13
3G/LTE モジュール情報 (Debianのみ)：
その他：
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いつもお世話になっております。
【構成】
[Armadillo-420] - [USBハブ] - [対向機]
このような構成でUSBシリアル通信をしています。
動作確認用に、同じサイズ(3600バイト)・同じデータ（連番データ）を対向機から毎秒受信しています。
対向機に対してデータ送信指示を送って、データ受信を行っています。
Armadillo-420側ではデバイスファイルをopen/send/read/closeするプログラムを使用しています。
【通信設定】 ※仕様で決まっているため、変更不可。
ボーレート：921600
パリティ：なし
フロー制御：なし
【事象】
以下の事象が起きています。
(a)受信サイズが想定値未満になるときがある。サイズは不定。データの末尾が欠落するのではなく、中盤のデータが欠落する。
(b)受信データの間に0x00が間に挟まるときがある。挟まる場所は不定。
今のところ、(a)(b)は同時に発生します。発生時間も不定です。
期待値：・・・,0xa1,0xa2,0xa3,0xa4,・・・,0xd1,0xd2,0xd3,・・・,0xf6,0xf7,0xf8,・・・
受信値：・・・,0xa1,0xa2,0x00,0xa3,0xa4,・・・,0xd1,0xf7,0xf8,・・・
→事象(a)：0xd2～0xf6が欠落している
事象(b)：0xa2の後に想定外の0x00が入っている
【お聞きしたい内容】
(a)について
フロー制御を使用していないUSBシリアル通信であるため、データの欠落は回避しようがないでしょうか？
(b)について
(a)はまだ理解できるのですが、こちらが理解できません。
どのような時にこれが起こり得るか、心当たりのある方いらっしゃいませんでしょうか？
事象について、問題箇所の切り分け(アプリケーション/カーネル/対向機/その他)ができておりません。
例えばreadでの読み出しサイズが1200のとき、0x00も含めて1200バイトとなっているため、現状はアプリケーションが原因ではないという想定をしています。また、対向機の送信データがどうなっているかを確認しようとしています。
このような状況で申し訳ございませんが、ご回答いただけますと幸いです。よろしくお願いいたします。
解析の方法の参考情報などでも構いません。
コメント
sirakawa
投稿の期間が空いてしまいましたが、継続調査しています。
>USBハブ-対向機間であれば、プロトコルアナライザやオシロスコープ
オシロスコープで対向機の送信データを連続で保存し、
Armadillo-420で事象が発生した瞬間の波形を確認したところ
波形は期待通りとなっていました。
これにより、対向機は正常データを送信していると判断しました。
> [Armadillo-420] - [USBハブ] - [対向機]
[Armadillo-420]を別の機器（小型パソコン。OSはRHEL 7.9）に置き換えたところ
事象は発生しませんでした。
以上2点から、
- [USBハブ] - [対向機] までは正常であり、
[Armadillo-420]での受信後にアプリケーションがreadでデータを取得するまでの
どこか（ハードウェア or カーネル）で事象が発生していると推測しています。
この調査をするにあたり、該当のドライバソースにprintkでログを追加し
解析していくイメージなのですが、他に良い解析方法などございますでしょうか？
at_mizo
溝渕です。
> [Armadillo-420]での受信後にアプリケーションがreadでデータを取得するまでの
> どこか（ハードウェア or カーネル）で事象が発生していると推測しています。
>
>
> この調査をするにあたり、該当のドライバソースにprintkでログを追加し
> 解析していくイメージなのですが、他に良い解析方法などございますでしょうか？
[armadillo]# cat /proc/tty/driver/[ドライバ名]
の出力に、"oe"の項目があれば、fifo overrunのエラーが発生したと判断できます。この場合は受信が間に合っていない事が確定する為、
- 受信割り込みが(他の割り込み等によって)ブロックされている
- USB Serialの受信処理に時間がかかり過ぎている(作りが悪い)
等を確認するのが良いかなと思います。
また、USB Serialのdriverで、tty bufferに受信文字をpushしている箇所で、"0x00"を受けていないか確認するのも有益かと思います。
アイディアだけですみません...。
sirakawa
sirakawa
溝渕様、みなさま
> [armadillo]# cat /proc/tty/driver/[ドライバ名]
/proc/tty/driver/usbserial を確認してみたのですが、
https://armadillo.atmark-techno.com/forum/armadillo/2587
こちらにあるような送受信した文字数は表示されないようでした。
エラー発生時は表示されるのでしょうか？
at_mizo
at_mizo
sirakawa
> お使いのUSBシリアルのチップ(またはアタッチされるドライバ)を教えていただく事は可能ですか?
以下の製品を使用しています。
https://akizukidenshi.com/catalog/g/g105840/
FTDI USB Serial Device converter として認識されています。
[root@armadillo420-0 (ttymxc1) ~]# dmesg | grep ttyUSB
usb 2-1.4.4.4: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0
usb 2-1.4.4.3: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB1
at_mizo
溝渕です。
> [root@armadillo420-0 (ttymxc1) ~]# dmesg | grep ttyUSB
> usb 2-1.4.4.4: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0
> usb 2-1.4.4.3: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB1
2つのUSB Serialが接続されているようですが、
[Armadillo-420] --- [USB Hub] --- [TTL-232R-3V3] --- [対向機]
'----- [TTL-232R-3V3] --- [対向機]のような構成でしょうか?
USB Hub無しで、1つのUSB Serialだけの構成であれば、正常に通信できたりしますか?
at_mizo
溝渕です。
> USBシリアルドライバが適切にエラーカウンタをインクリメントする場合は表示されるかと思います。
エラーカウンタは適切にインクリメントされているように見えます。
drivers/usb/serial/ftdi_sio.c:
static int ftdi_process_packet(struct usb_serial_port *port,
struct ftdi_private *priv, char *packet, int len)
{
:snip
if (packet[1] & FTDI_RS_ERR_MASK) {
/* Break takes precedence over parity, which takes precedence
* over framing errors */
if (packet[1] & FTDI_RS_BI) {
flag = TTY_BREAK;
port->icount.brk++;
usb_serial_handle_break(port);
} else if (packet[1] & FTDI_RS_PE) {
flag = TTY_PARITY;
port->icount.parity++;
} else if (packet[1] & FTDI_RS_FE) {
flag = TTY_FRAME;
port->icount.frame++;
}
/* Overrun is special, not associated with a char */
if (packet[1] & FTDI_RS_OE) {
port->icount.overrun++;
tty_insert_flip_char(&port->port, 0, TTY_OVERRUN);
}
}mainlineに入っているftdi_sioのbug fixのパッチをいくつかbackportしてみたので、適用して動かしてみていただけますか。添付のpatches.tar.gzにまとめて入れています。
# ビルドのみ確認済み/動作未確認 である点をご了承ください
| ファイル | ファイルの説明 |
|---|---|
| patches.tar.gz |
sirakawa
> 2つのUSB Serialが接続されているようですが、
混乱を招いてしまい申し訳ございません、
複数接続している構成ではあるのですが、問題が起きているのはttyUSB1の方です。
> USB Hub無しで、1つのUSB Serialだけの構成であれば、正常に通信できたりしますか?
少々特殊な構造になっていまして、こちらはまだトライできておりません。
お客様に確認したいと思います。
> > USBシリアルドライバが適切にエラーカウンタをインクリメントする場合は表示されるかと思います。
> エラーカウンタは適切にインクリメントされているように見えます。
エラーが発生した場合は表示されるということですね。
ご確認ありがとうございます。
> mainlineに入っているftdi_sioのbug fixのパッチをいくつかbackportしてみたので、適用して動かしてみていただけますか。添付のpatches.tar.gzにまとめて入れています。
> # ビルドのみ確認済み/動作未確認 である点をご了承ください
助かります。ありがとうございます。
Linux4.14のドライバを取り込むトライをするかを悩んでいたところでした。
at_mizo
2025年7月25日 8時53分
溝渕です。
> (a)について
> フロー制御を使用していないUSBシリアル通信であるため、データの欠落は回避しようがないでしょうか？
そうですね。一般論ですが、フロー制御はこのようなデータ欠落を防止する為に存在します。フロー制御無効の場合は(特に非リアルタイムOSであるLinuxの場合は)データが欠落する可能性があります。
データの欠落を防止するには、フロー制御を有効にすうか、ユーザーランドで(zmodemのような)プロトコル実装をするのが良いかと思います。
> (b)について
> (a)はまだ理解できるのですが、こちらが理解できません。
> どのような時にこれが起こり得るか、心当たりのある方いらっしゃいませんでしょうか？
心当たりはありませんが、切り分け方法だけ。
以下2つが考えられます。
- 実際に0x00が送信されている(だからArmadilloが受信する)
- 実際には0x00が送信されていない(だけどArmadilloが受信する)
> [Armadillo-420] - [USBハブ] - [対向機]
Armadillo-420-USBハブ間であれば、USBアナライザ、
USBハブ-対向機間であれば、プロトコルアナライザやオシロスコープ
で確認可能かと思います。
他には、Armadillo-420のtty設定で充填文字(sttyコマンドでいうところのofill)が設定されていないか等、プログラムの確認をする事も有益かと思います。