Ubuntu主机双USRP B200并行采样遇LIBUSB_ERROR_NO_MEM错误求助

问题背景 #

在Ubuntu服务器上通过USB连接两台USRP B200设备，单独使用指定命令采样无丢包，但同时启动两个设置num_recv_frames=1900的采样进程时，两台设备均触发USBError -11: LIBUSB_ERROR_NO_MEM错误，其中第一个进程直接终止。单独使用默认num_recv_frames或仅一台设备设为1900时可正常运行，因高采样率需求必须调整该参数避免溢出，需解决内存不足问题。

采样命令 #

单台设备采样命令：

./rx_samples_to_file --gain 55 --freq 1234e6 --rate 50e6 --ant "RX2" --ref "external" --wirefmt sc12 --file /recordings/test_1.iq --duration 60 --stats --progress --args num_recv_frames=1900,serial=0000001

第二台设备采样命令：

./rx_samples_to_file --gain 55 --freq 1234e6 --rate 50e6 --ant "RX2" --ref "external" --wirefmt sc12 --file /recordings/test_2.iq --duration 60 --stats --progress --args num_recv_frames=1900,serial=0000002

错误信息 #

进程1错误：

[...]
50.0002 Msps
49.9999 Msps

terminate called after throwing an instance of 'uhd::usb_error'
  what():  RuntimeError: USBError -11: usb rx6 submit failed: LIBUSB_ERROR_NO_MEM
Aborted (core dumped)

进程2错误：

Creating the usrp device with: num_recv_frames=1900,serial=0000002...
[INFO] [UHD] linux; GNU C++ version 12.4.0; Boost_108600; UHD_4.7.0.HEAD-release
[INFO] [B200] Detected Device: B200
[INFO] [B200] Operating over USB 3.
[INFO] [B200] Detected bad USB state; resetting.
[INFO] [B200] Detected Device: B200
[INFO] [B200] Operating over USB 3.
Error: RuntimeError: USBError -11: usb rx6 submit failed: LIBUSB_ERROR_NO_MEM

原因分析 #

LIBUSB_ERROR_NO_MEM表示libusb无法分配足够的内存用于USB异步传输缓冲区。num_recv_frames参数控制USRP设备的USB接收队列帧数，每帧对应一块内存缓冲区。当两台设备同时设置1900帧时，总内存需求超出了系统USB子系统的内存限制或进程可用内存配额，导致缓冲区分配失败，进而触发设备重置或进程崩溃。

解决方法 #

1. 降低单台设备的num_recv_frames数值 #

通过减少单台设备的帧数，控制两台设备的总缓冲区内存在系统允许范围内。可以逐步测试合适的数值（比如从1500开始向下调整），确保两台设备同时运行时不触发内存错误，同时仍能满足高采样率下的无丢包需求。
示例调整后的命令：

# 第一台设备
./rx_samples_to_file --gain 55 --freq 1234e6 --rate 50e6 --ant "RX2" --ref "external" --wirefmt sc12 --file /recordings/test_1.iq --duration 60 --stats --progress --args num_recv_frames=1200,serial=0000001
# 第二台设备
./rx_samples_to_file --gain 55 --freq 1234e6 --rate 50e6 --ant "RX2" --ref "external" --wirefmt sc12 --file /recordings/test_2.iq --duration 60 --stats --progress --args num_recv_frames=1200,serial=0000002

2. 调整Linux系统USB缓冲区参数 #

修改usbfs的缓冲区大小限制，增加系统为USB设备分配的内存配额：

• 临时生效：执行以下命令重新挂载usbfs

  sudo umount /proc/bus/usb
  sudo mount -t usbfs usbfs /proc/bus/usb -o devgid=$(id -g),devmode=664,buffer_size=33554432
  

  其中buffer_size设为32MB（可根据需求调整为更大值，比如64MB）。
• 永久生效：编辑/etc/fstab文件，添加或修改usbfs挂载条目：

  usbfs /proc/bus/usb usbfs devgid=$(id -g),devmode=664,buffer_size=33554432 0 0
  

  保存后执行sudo mount -a生效。

3. 优化硬件连接方式 #

• 将两台USRP设备分别连接到主板上不同的USB 3.0控制器，避免共享同一控制器的带宽和内存资源。
• 避免使用USB集线器，尽量直接连接到主板原生USB端口，减少信号衰减和资源竞争。

4. 使用单进程控制多设备 #

放弃两个独立进程的方式，编写自定义程序（Python或C++）通过UHD API同时初始化并控制两台USRP设备。单进程可以更高效地管理内存缓冲区，避免多进程重复分配资源导致的内存耗尽问题，同时还能更好地实现设备同步。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nils