Скорость порта устанавливается при его инициализации программно, и составляет максимум 128000 бит/с.

Выше не прыгнуть, используя VCOM.

Это 125 Кбит, то есть 0,122 Мбит.

Правильно ли я понял, что обмен по HID может быть быстрее, чем через VCOM?

я не измерял максимальную скорость обмена данными при определении BluePill как HID-устройства COM-портом, но точно могу сказать что можно не привязываться к настройкам последовательного COM-порта в системе. Просто принимаем данные и обрабатываем их если не надо их транслировать по UART.

вот например статья на хабре, где человек пишет что добился скорости передачи более 2мбит/сек

У HID большие ограничения.

Тут человек конечно сделал мощно, использовал три UART.

Но мой вопрос про USB, который уже есть на плате. Можно ли через него передавать данные на скорости 12 МБит/с?

Нет. 12 - это физический уровень. С учетом расходов на протоколы , получается совсем печально...

Можно, но только в RAW USB. Как я понял

Странности с HID.
Если посылать репорты сразу друг за другом, то второй репорт часто теряется.

А если отлаживать по шагам, то наблюдается такая картина:


Отработала команда, выделенная красной стрелкой (отправка репорта номер 6).

Соответственно сейчас точка останова на строке, выделенной зелёной стрелкой.

В программе HID Demonstrator нет никакой реакции.

Но как только я нажму F6, то есть перейду на строку, выделенную синей стрелкой, в HID Demonstrator загорится лампочка, которую я выделил чёрным.

Такое ощущение, что отправка пакетов происходит в отдельном потоке асинхронно, при этом пока отладчик на паузе, поток отправки тоже на паузе. А когда я начинаю "делать шаги по программе", поток получает кванты времени.

Но разве такое может быть, ведь я не использую никакие FreeRTOS.

Никакого буфера внутри нет?

Который бы собирал пачки на отправку и из них уже дальше отправлял блоки?

Проверьте интервал пуллера в дескрипторе интерфейса. Не проверял, но возможно просто прерывания слишком редки от хоста и второй пакет просто отбрасывается.

Даже не знаю, разбираюсь с учебными примерами, вроде этого
https://narodstream.ru/stm-urok-35-hal-usb-custom-hid/
этого
https://habr.com/ru/post/208026/
и ещё каких-то.

Я обычно видел в разных исходниках с hid что делают небольшой delay, например в 10мс

тоже пришёл к этому как к вынужденной мере.

Кстати, с VCOM то же самое, нельзя отправлять два пакета подряд, надо выжидать.

И с подобным сталкивался на 103/105 когда репортов больше одного и размер не кратен 4м байтам

Надо поискать какой-нибудь флаг готовности.