【嵌入式】记录一次网络转串口透传性能提升的过程

目标：基于STM32F427，验证TCP协议下，波特率在2000000下，1网络转8串口的极限性能。网卡速率100Mbps。
裸测试：不启动串口，纯网络tcp，收到数据后接着send返回，经过测试发现单收速率能到40Mbps左右，收发回环方式单方向速率只能到25Mbps

1.直觉的错误 - 多任务

想当然的考虑到网络一个任务，串口处理一个任务，中间通过消息队列和内存池传递数据。
问题来了，网络接收到数据后就会压入消息队列，因为网速太快(裸接收能到40Mbps，8串口可劲的发也只有16Mpbs)，任务消息队列资源很快耗尽，此时就会出现业务层丢包，这是不允许的。
如何阻塞网络任务？或者说如何对网络接收进行降速以匹配消息队列呢？
如果用select+recv的方式进行接收，那么可以根据消息队列大小、内存池大小，对recv要接收的数据长度进行动态指定。但这样的话select会一直返回，不停地进行判断，占用大量CPU时间，会间接导致串口收发性能降低。
并且消息队列的投放、获取也会占用部分CPU时间，为了做到性能极致，最终只保留一个任务即可！

2.新问题 - 还用select吗？

recv可以直接改为非阻塞接收，收到就立即进行串口处理即可。

3.LWIP - 各项参数- 调大！

调大这些个缓冲区（比如TCP_WIND/SEND_BUF/MEM_SIZE/PBUF相关大小等等）好处是啥？
简单说一个，比如调大后，recv就可以一次拿上更多的数据，减少recv拿数据的频次，提高了性能！

4.串口 - 轮询发送orDMA发送？

这里的轮询发送是说while(1)轮询8个串口的DR寄存器，有空闲就发送。DMA是用串口DMA进行发送。
不像是PC的CPU主频很高，由于MCU主频太低，轮询发送会有很多检查操作，占据大量CPU时间。当串口速率非常高的时候，这些检查耗时就会影响很大，改为DMA发送，无需检查太多东西，释放CPU进行更多的处理！

5.速率太快，没法打印？

由于要压榨性能极限，每个cpu指令都非常宝贵，加个打印可就了不得了，直接没法看。那怎么办？
【高速场景下，用IO调试！】
输出IO的高低，接示波器进行查看！可以看到各个部分的耗时、有没有执行！

6.一个发送还是一波发送

上面只说了从网络接收数据，如果从串口收到数据并投递到网络时，这里采用了DMA接收，并投递到该任务，中间加了一个队列。
当从队列取出数据进行发送时，如果一次取一个，性能10Mbps，一次取最多8个，性能15Mbps，有提升。
所以要根据实际情况，一波就发送多个，减少轮询的次数。

7.共享资源加锁？错！

内存池是中断和网络任务的共享资源，必须加锁，怎么加更快？
答：直接开关中断！

__disable_irq();__enable_irq();