【jetson】串口通信测试和异常问题排查

本文完成 Jetson 串口收发功能测试，完整记录长报文接收异常故障的排查过程

一、环境说明

1. 硬件：Jetson Orin Nano 40Pin排针
2. 系统：JetPack 6.2.2 / L4T R36.5
3. 串口：/dev/ttyTHS1（硬件UARTA）
4. 引脚对应

• Pin8：UART1 TX 发送引脚
• Pin10：UART1 RX 接收引脚

二、引脚复用配置（启用UART1）

出厂40Pin引脚默认为GPIO，必须切换功能才能使用串口

1. 打开引脚配置工具

sudo/opt/nvidia/jetson-io/jetson-io.py

2. 进入40pin配置，将Pin8、Pin10设置为uarta；
3. 保存配置，重启设备生效；
4. 校验引脚状态，确认复用配置正常

sudocat/sys/kernel/debug/pinctrl/2430000.pinmux/pinconf-groups|grep-A5"uart1"

标准正常输出：

122 (uart1_rx_pr3): pull=2 tristate=1 enable-input=1 open-drain=0 io-reset=0 123 (uart1_tx_pr2): pull=0 tristate=0 enable-input=0 open-drain=0 io-reset=0

注释：RX为输入带上拉，TX为推挽输出，IO无硬件复位，串口硬件通路就绪。

三、硬件接线

1. 自回环测试（自发自收，排除外部设备干扰）

杜邦线直接短接 Pin8 ↔ Pin10，完成串口闭环测试。

2. 外接电脑串口模块测试

Pin8(TX) → 模块RX；Pin10(RX) → 模块TX；共GND。

四、Python串口测试环境部署

依赖安装（推荐系统apt包，稳定无冲突）

sudoaptupdatesudoaptinstallpython3-serial

校验库是否正常导入：

python3-c"import serial; print(serial.__version__)"

实时收发测试脚本 uart_test.py

importserialimporttimedefmain():ser=Nonelast_send_time=0send_interval=1counter=1try:ser=serial.Serial(port="/dev/ttyTHS1",baudrate=115200,parity=serial.PARITY_NONE,stopbits=serial.STOPBITS_ONE,bytesize=serial.EIGHTBITS,timeout=0)print("✅ 串口打开成功 /dev/ttyTHS1 @115200")print("每1秒自动发送递增数字，实时打印接收数据")whileTrue:current_time=time.time()# 定时发送数据ifcurrent_time-last_send_time>=send_interval:send_data=f"{counter}\n"ser.write(send_data.encode("utf-8"))print("发送：",send_data.strip())counter+=1last_send_time=current_time# 非阻塞读取接收缓存ifser.in_waiting>0:raw_data=ser.read(ser.in_waiting)try:recv_str=raw_data.decode("utf-8").strip()print("实时收到：",recv_str)except:print("原始十六进制数据：",raw_data.hex())time.sleep(0.001)# 降低空循环CPU占用exceptKeyboardInterrupt:print("\n检测到中断，程序退出")finally:ifser:ser.close()print("✅ 串口资源已关闭")if__name__=="__main__":main()

正常接收发送

五、故障现象复现与根因分析

现象1：单包≤7字节，收发完全正常

测试数据：b'123456\n'共7字节

发送长度: 7 字节 发送HEX: 31 32 33 34 35 36 0a 接收长度: 7 字节 接收HEX: 31 32 33 34 35 36 0a ✅ 收发正常

注：硬件FIFO未达到8字节触发阈值，走PIO超时中断，驱动无异常。

现象2：单包≥8字节，接收数据全0损坏

测试数据：b'1234567\n'共8字节

发送长度: 8 字节 发送HEX: 31 32 33 34 35 36 37 0a 接收长度: 8 字节 接收HEX: 00 00 00 00 00 00 00 00 ❌ 数据异常

更长64字节字符串表现一致：前半段全部为0x00，仅末尾不足8字节片段数据正常。

故障根源

L4T R36.5 内置Tegra UART驱动可能存在DMA缺陷：
串口接收FIFO累计满8字节后自动切换DMA批量搬运模式，内核未将DMA缓存数据正常下发至用户态，上层读取到未初始化空内存（全0）。
英伟达官方论坛有关该问题讨论：
https://forums.developer.nvidia.com/t/dma-on-dev-ttyths1-corrupts-receiving-data/369191

两种处理方案

方案1：底层根治

按论坛方式修改设备树，删除UART1serial@3100000节点DMA相关配置，强制串口运行PIO中断模式，彻底消除8字节限制，长短报文均可正常收发。（暂未进行实测验证）

方案2：不修改设备树，拆包处理，软件临时兼容方案

对长数据做分包发送，每包最大7字节，包与包之间增加1ms延时，保证硬件FIFO不会积累到8字节，规避DMA异常触发。
缺点：仅适用于可自主控制发送逻辑的场景；外部设备主动下发长报文时，仍会出现数据损坏。

七、总结

1. 硬件接线、引脚复用配置无误时，短报文串口通信正常；
2. 单包数据长度≥8字节会触发内核DMA驱动Bug，数据收发全零损坏；
3. 稳定长期使用推荐修改设备树关闭DMA；不改动系统底层则只能采用7字节分包发送临时兼容。