【干货】键盘延迟的小知识，你知道吗？

嗨〜大家好，我是Phage Studio的创始人Egahp（稍后我会正式与您见面）。我喜欢做一些奇怪的事情，但我不想重复自己。

在这篇文章中，我将向您介绍键盘延迟的一点知识，如果有问题，请指出

实际上，很被误导了，以为轮询率（刷新率）是延迟，但实际上不是延迟。

键盘延迟由这些部分组成

1.轴触发延迟

2.电路延迟

3.防抖动延迟（可避免）

4.数据处理延迟

5.数据链路传输延迟

6.PC端处理延迟

接下来，我们将逐一介绍延迟时间

一、首先是轴触发延迟

这更容易理解。它主要与键行程有关，其次是弹簧压力和结构。从压机开始到电路的第一次闭合，这段时间称为轴触发延迟。该延迟是轴体。搬运时，机械轴，薄膜轴，光轴，磁轴无法避免。请注意，这是从压紧动作开始到电路闭合为止。磁轴可以调整触发按键，因此可以调整这部分延迟。典型的樱桃由于短按键，银轴也被称为适用于游戏。降低弹簧压力可以在一定程度上减少这种延迟。例如，两个相同的G，一个是正常的6 2. 5g弹簧，另一个是窗口的较轻弹簧，啊，短按键和低压降低了轴的触发延迟，但增加了概率错误的触感。

二、然后电路延迟

兄弟提到“优化响应速度取决于电容矩阵”，我想他应该已经对硬件去抖动有所了解，但这有点不合时宜。众所周知，实际条件并不理想，电路必须具有一定的寄生电感和电容，这对延迟有一定的影响。所谓的硬件去抖动电路主要有两种类型，其中一种是由RC组成的按钮去抖动电路，它使用电容器。两端的电压不能突然改变以消除抖动。相同的硬件反跳有很多缺点。例如，如果电容器的电容值太小，则不能完全消除抖动，而太大则会引起触发延迟。详细的原理可以理解这一点，另一种使用RS触发器，但仅适用于几个键，不适合用作键盘。

理想的按钮按下和抬起应该是方波，但实际上，在上升和下降沿上有重复的波形，并且有一定的时间，

我只是画了几张图来显示电路延迟。这部分延迟无法完全避免。寄生电容和电感将一直存在，但是这部分延迟非常小，可以忽略不计（ns级）

这是理想的按下和抬起按钮。这是方波。

这是忽略抖动的近似表示。在被确认为高电平之前，上升沿必须上升到H。下降沿是相同的，所以会有一个很小的延迟。

三、接下来，我们将讨论反跳延迟，这是延迟的主要根源之一。

由于机械轴触发的原理是两个弹片相互接触导致短路，因此机械接触很难避免弹性碰撞。关闭它的时间将非常短，从几毫秒到几十毫秒。触发原理和质量都相关。如果它是更好的MX结构轴，则通常可以保持在5ms以内，而普通按钮则可以保持20ms。

我还画了一幅画来近似

接下来，我们来谈谈常用软件去抖动方法的延迟去抖动原理。

当我们看到水平位于底部（红线下方）时，我们认为该按钮已被按下，而当我们看到水平较高（在绿线上方）时，我们就按下了按钮。

1.如果软件不处理该怎么办？该程序速度极快，每秒可扫描数千次。扫描矩阵只需0.x ms。当我们读取低电平时，抖动周期随之而来。如果不进行处理，我们将处于抖动周期的许多次。读取的未知结果可能很高或很低，这将导致软件确定重复的压紧和抬起动作已导致组合。

2.延迟去抖动，当我们读取低电平时，我们将延迟5ms。此时，抖动周期已结束。如果再次为低电平，则表示已按下该按钮，因此第二个判断为+延迟，以避免出现组合情况，但是此方法有致命的缺点，引入了延迟，并且相当大。

3.在按下按钮之前，未命名的算法将抖动。如果未按下该按钮，是否还会发生？当然不是，当我们按下它时，程序读取低电平，然后让软件将其判断为按下。然后我们仍然处于抖动周期，并且程序的下一个扫描结果是不确定的。我们应该做什么？然后，我们让程序在一段时间（例如5ms）内放弃读取结果，以使我们已经过了抖动周期。当水平被下拉时，确定按钮被按下。让我们再次看一下电梯。同样，我们在第一次读取高电平后判断按钮被抬起，并在一段时间后放弃读取结果，因此我们不会引入延迟。这样会发生什么？如果有足够理想的轴和足够快的人，他只能将按钮保持在5毫秒内才能执行此操作，但此程序将忽略他的抬起，但没有这种事情。对于那些速度快的人，没有轴的反弹仅需要5ms，因此不会造成钥匙丢失。

这是导致延迟，抖动的元凶之一。

四、数据处理延迟

好的算法可以使数据处理非常快，而不好的算法也可以导致非常慢的速度甚至丢失密钥。这方面与特定的固件和主控有关。例如，一个简单的板栗，Atmel的32U4，一个主频率为16Mhz的8位单片机（与ST的STM32系列的STM32F411CCU6相比）和一个32位的Arm Cortex-M4核心单片机（具有最高频率为96Mhz（超频）。我认为每个人都理解如此巨大的差异。

将8位计算机与32位计算机进行比较是不寻常的。因为几乎没有可比性。

至于大量生产的键盘，大多数大量生产的键盘都是定制芯片。为什么？当然是为了降低成本。当然，高端产品并不短缺。我记得小米游戏键盘是stm32微控制器。我记得罗技的Light Speed是NRF52832（已忘记），它也是32位Arm Cortex-M4F核心单芯片微处理器，时钟频率为64Mhz。此。密钥未打孔，这是一个很大的错误。只是标准键盘无法实现真正​​的全键打孔。

有多种方法可以实现不打孔的全键，对此将不做深入讨论，所涉及的内容更加复杂，一种是多接口方法，该方法是通过将多个USB标准键盘组合到一个设备中来实现的。 ，这似乎是另一种方法是修改HID报告描述符的位图方法。这是真正的全键非紧急键盘，即使按下所有键也不会发生冲突。而且，弹出多个键盘并不像使用多种界面方法（设备管理器可以看到没有打孔的26个键实际上是多个键盘）

好！好累，让我们继续

蓝牙键盘

BLE 5. 0 BLE 4. 2 Gatt（通用属性配置文件），这是什么？ BLE是一种蓝牙技术，称为低功耗蓝牙，Gatt是蓝牙SIG的上层协议之一。该联盟规定了一系列配置文件，可以快速创建蓝牙应用程序。 （这句话有些松散）

让我们讨论蓝牙键盘的延迟。 BLE还具有一个Interval参数。此参数有上限。最快的是7.5ms。这是什么？

这类似于轮询速率，但与轮询速率略有不同。 PC和键盘将每7.5ms交换一次数据，以确保链接和数据传输。当我们要发送数据时，协议栈将自动处理，等待下一次数据交换，然后将其发送出去，因此蓝牙协议的传输延迟为0- 7.5ms，就在您要交换数据时，您需要发送数据，并且在数据交换之后，您需要发送数据。请注意，这只是一种理想情况。实际上，存在一系列条件，例如额外的数据处理时间，无线传输延迟，由丢包和重传导致的额外延迟，信道选择等，因此蓝牙键盘很难与有线键盘相比。

最后一个2. 4G协议键盘

例如，著名的Youlian LightSpeed，Logitech LightSpeed是在Nrf的2. 4g协议栈上开发的，首先让我们分析一下，有线键盘->电缆-> USB HID协议-> PC端，Logitech LightSpeed键盘-> 2. 4G专用协议->电缆-> USB HID协议-> PC端，我想看到这里的每个人都明白，2. 4G协议键盘的上限本质上不如有线（胡说） ，但是为什么体验仍然很好？那是因为这是上限。有线垃圾与LightSpeed无与伦比。 2. 4G协议栈可以指定间隔更短，并且Logitech具有一系列措施，例如非常先进的抗干扰跳频算法，因此尽管2. 4G的上限不如有线网络高，它也可以使大多数所谓的有线游戏“键盘升起”。

有线网络之间也存在巨大差距。必须将可比的东西放在一起并进行比较。

6.PC端处理延迟

动动手，让我们做一个实验。您打开任务管理器页面，然后单击性能标题栏。我们只注意CPU占用率，并将鼠标的返回率（轮询率（刷新率））调整为最高，然后在鼠标垫上画一个圆圈。注意不要停止。制作一个连续且平滑的花环。现在，请注意您的CPU使用率，并重复几次实验。每个人都应牢记自己的结论。为何垃圾计算机偶尔不响应游戏鼠标？那是因为CPU不够用。键盘和鼠标手柄均为HID设备。它们中断传输并占用大量CPU资源。 PC端处理延迟，这不应该写在键盘延迟中，但是我仍然写道，您现在使用垃圾CPU运行这堆应用程序，与3990x空闲PC相比，CPU利用率达到100％，甚至尽管相同的键盘延迟当然是不同的。什么是传输中断？这意味着CPU首先放下东西，然后首先进行操作（以易于理解的术语）。这种延迟很难测试，但是有很多方法。

好的，到此结束。一次完成写作有点累。每个人都很难在这里看到。如果有错误，请指出并喜欢它们。下期将写关于如何花费25元购买设备的测试键盘的延迟。

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