USB：低延迟（<；1ms），带中断传输和原始HID

我有一个项目，需要定期读取外部IMU陀螺仪数据，并将数据发送到Android手机

我使用teensy 2.0板通过I2C查询IMU，并使用原始HID通过USB发送。我使用的是RawHID变量，它在teensyduino的usb_RawHID的usb_api.h中声明

我已经读到，使用中断传输的全速USB可以有1ms的最大延迟，并且希望达到1ms的最大延迟。我不确定要寻找什么来达到这个最大延迟，我想请您了解一下指针。我的最终目标是每2毫秒（500赫兹）接收一次陀螺仪数据

我知道可能存在问题的几件事：

1） 我已将RAWHID_TX_大小更改为6字节（陀螺仪值仅需要6字节），并且RAWHID_TX_间隔设置为1毫秒（最快）。 接口中当前指定了我不需要的OUT端点，我不确定删除它是否可以改善延迟

2） Android将teensy识别为“hiddev USB HID v1.11设备”。我不确定这是完整的原始HID还是正在尝试解析它。Teensy使用上述规定的原始HID

3） 在Android中，一个特定的线程正在尝试在UsbRequest上排队（），后面跟着requestWait（）。数据到达时的处理速度非常快（即：将其存储在全局变量中），但我受线程调度器的支配

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因此，这些是我知道的一些指针（但不完全确定它们是如何影响最大延迟的）。我很想听到人们的反馈，也许可以指出如何提高我的最大USB延迟的新方向。查找有关减少中断传输的USB延迟的信息非常困难。

对于USB，这都是轮询。每1毫秒，您就有一个“帧”，其中包含一个或多个传输描述符，每个传输描述符告诉USB控制器要轮询哪个USB设备

一般来说，USB控制器以传输描述符开始帧，用于中断传输。这意味着，使用一个中断传输描述符，你（几乎）可以保证每毫秒轮询一次。如果你的设备有一个要发送的中断，它会在轮询时返回；因此，最坏的情况是1毫秒的延迟

可以要求USB控制器减少轮询设备的频率（例如，同步传输）。也可以要求USB控制器在同一1ms帧内多次轮询设备；然而，因为它通常会首先中断传输描述符，所以您可能希望在几乎相同的时间内得到两次轮询，两次轮询之间有“几乎1毫秒”的间隔，所以这对最坏情况下的延迟没有帮助

大多数情况下，据我所知，对于“<2 ms”的要求，USB规范/协议、USB控制器、内核的USB控制器驱动程序和内核的USB HID驱动程序根本不是问题。问题在于及时将数据从USB HID驱动程序获取到用户空间进程/线程

不幸的是，Linux/Andriod不是一个实时操作系统。它没有提供任何保证。您将受线程调度器（也可能是JVM的垃圾收集器）的支配。你可能对此无能为力

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我建议首先找出为什么需要每2毫秒接收一次陀螺仪数据。举个简单的例子，你能给陀螺仪数据添加一个时间戳，让接收线程从这些时间戳“重建历史”，这样接收线程就不需要低延迟了吗？

非常感谢Brendan，这是一个非常好的解释。有几件事我不太清楚，你说“单中断传输”，你是指定一个端点还是一个接口？如果我理解正确的话，您的意思是，如果描述了多个接口，它将从我的框架中占用一些时间（因此我应该只描述一个中断传输接口，可能只在端点中？），不幸的是，我的用例需要有限的延迟，因为我正在尝试对手机进行实时跟踪。我可以应用“预测”之类的工件来平滑抖动或延迟，但以固定的间隔获得延迟非常低的数据是我的最终目标。