Linux下UART FIFO的使用 (linux uart fifo)
在Linux系统中，UART(Universal Asynchronous Receiver/Tranitter)是一个重要的设备，它是连接计算机和外部设备的桥梁，例如串行口，CAN总线等。而在与UART通信的过程中，数据的传输速度也是非常的关键。因此，在实际的应用中，我们需要使用一些技巧来提高UART的传输效率，FIFO(First-In-First-Out)技术就是其中之一。FIFO指的是一个有限的队列，先进入的数据首先被处理。在Linux系统中，通过使用UART FIFO，可以显著提高UART的传输速度。那么，在本文中，我们将介绍如何在Linux系统下使用UART FIFO。
1. 什么是UART FIFO
在Linux系统中，UART FIFO是一个硬件上的缓存，用于存储串行数据流从输入输出口进出串口控制器的数据。它是一个带有记录指针和数据缓存空间的缓存区。通常情况下，UART FIFO具有下列几个特点：
– 有限的存储空间
– 读写指针用于记录FIFO缓冲区的状态
– 数据按照输入的先后顺序存储，因此读出来的数据与写入的顺序相同（即先进先出）
使用UART FIFO可以显著提高串口的数据处理速率，因为它可以在接收数据时缓存一定量的数据，并在处理完成之后再将数据发送出去。
2. Linux下的UART FIFO
一般情况下，在Linux系统中，UART设备驱动程序是由串口控制器的芯片提供的，例如常见的串口芯片8250或16550等。而对于Linux系统来说，支持UART FIFO的串口驱动程序通常为serial_core.c/serial8250.c。同时，在Linux系统中，也提供了一系列的API和函数，用于操作和控制UART FIFO。
2.1. 串口设备文件
在Linux系统中，每个串口设备都有一个特定的设备文件，例如/dev/ttyS0、/dev/ttyS1等。当一个进程需要与串口通信时，需要通过打开该设备文件来建立与串口的连接。之后，该进程便可以通过读取和写入该设备文件来实现与串口的数据交换。
2.2. 使用UART FIFO
在Linux系统下，使用UART FIFO需要使用一系列的API和函数，例如tty_struct、tty_termios、serial8250_driver等。下面，我们将简要介绍如何使用UART FIFO：
2.2.1. 初始化UART FIFO
在使用UART FIFO之前，需要对其进行初始化。对于8250/16550等常见的串口芯片，可以通过调用serial8250_init_port函数进行初始化。该函数的原型为：
int serial8250_init_port(struct uart_port *port);
其中，uart_port是描述串口设备的结构体。
2.2.2. 开启UART FIFO
在初始化UART FIFO之后，需要通过调用serial8250_set_termios函数开启UART FIFO功能。该函数的原型为：
int serial8250_set_termios(struct uart_port *port, struct ktermios *termios, struct ktermios *old);
其中，ktermios是终端设置结构体，保存UART设备的所有设置，例如波特率、奇偶校验等。
2.2.3. 读取UART FIFO数据
在读取UART FIFO数据时，可以调用tty_read函数。该函数原型为：
static ssize_t tty_read(struct file *file, char *buf, size_t count, loff_t *ppos);
其中：file表示要读取的设备文件，buf表示缓存区，count表示读取的字节数。
2.2.4. 写入UART FIFO数据
在写入UART FIFO数据时，可以调用tty_write函数。该函数原型为：
static ssize_t tty_write(struct file *file, const char *buf, size_t count, loff_t *ppos);
其中：file表示要写入的设备文件，buf表示数据缓存区，count表示写入的字节数。
3. 使用UART FIFO的注意事项
在使用UART FIFO时，需要注意以下几点：
3.1. 开启UART FIFO需要满足一些条件，例如：波特率、数据位、停止位等应该与外设一致。
3.2. 在接收数据时，需要设置一个合适的FIFO缓存。如果缓存太小，会丢失数据；如果缓存太大，会浪费内存。通常情况下，缓存的大小可以根据应用需求确定。例如，当需要读取大量的数据时，可以增大FIFO的缓存。
3.3. 由于UART FIFO在串口传输时存在一定的延迟，因此在发送、接收数据时需要设置合适的超时时间，以保证数据的正确传输。可以通过调用tty_set_termios函数，设置超时时间。
4.
在Linux系统中，UART FIFO是一个用于提高串口数据处理速度的非常重要的技术。使用UART FIFO，可以在发送和接收数据时同时处理多个数据，从而提高串口传输的效率。通过本文的介绍，我们了解了在Linux系统中使用UART FIFO的一些基本概念、API和函数，也了解了使用UART FIFO时需要注意的一些问题。希望本文对各位读者有所帮助。
