“非對稱AMP”雙系統(tǒng)

AMP(Asymmetric Multi-Processing)，即非對稱多處理架構(gòu)。“非對稱AMP”雙系統(tǒng)是指多個(gè)核心相對獨(dú)立運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)或裸機(jī)應(yīng)用程序，如Linux + RTOS/裸機(jī)，但需一個(gè)主核心來控制整個(gè)系統(tǒng)以及其它從核心。每個(gè)處理器核心相互隔離，擁有屬于自己的內(nèi)存，既可各自獨(dú)立運(yùn)行不同的任務(wù)，又可多個(gè)核心之間進(jìn)行核間通信。

圖 1 RK3562J AMP異構(gòu)多核框架示意圖

“非對稱AMP”對工業(yè)有何意義

“系統(tǒng)實(shí)時(shí)性”更強(qiáng)

非對稱AMP架構(gòu)擁有更強(qiáng)的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，可使用固定的核心進(jìn)行實(shí)時(shí)任務(wù)處理。在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，非對稱AMP架構(gòu)可以兼顧復(fù)雜功能與實(shí)時(shí)性需求。AMP架構(gòu)提高了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、執(zhí)行效率、計(jì)算能力及響應(yīng)速度。

“系統(tǒng)穩(wěn)定性”更高

非對稱AMP架構(gòu)擁有更高的系統(tǒng)穩(wěn)定性，核心之間獨(dú)立且無需頻繁交互數(shù)據(jù)，每個(gè)處理器核心擁有屬于自己的內(nèi)存，核心之間互不干擾。開發(fā)者可靈活分配任務(wù)或指定核心間通信，從而增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少崩潰風(fēng)險(xiǎn)，保障數(shù)據(jù)完整。

“系統(tǒng)硬件成本”更低

非對稱AMP架構(gòu)通過優(yōu)化內(nèi)部通信，僅需一套硬件電路即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能，顯著降低系統(tǒng)硬件成本。其各核心能運(yùn)行不同操作系統(tǒng)，并行處理多任務(wù)，無需額外硬件支持，高效且經(jīng)濟(jì)。

圖 2

“非對稱AMP”雙系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

隨著對嵌入式系統(tǒng)要求的不斷提高，非對稱AMP架構(gòu)如今已成為一種新選擇，主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，如工業(yè)PLC、運(yùn)動(dòng)控制器、機(jī)器人控制器、繼電保護(hù)裝置、小電流選線設(shè)備等。

圖 3

RK3562J非對稱AMP開發(fā)案例

本文主要介紹基于RK3562J的非對稱AMP開發(fā)案例，適用開發(fā)環(huán)境如下。

Windows開發(fā)環(huán)境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux開發(fā)環(huán)境：VMware16.2.5、Ubuntu20.04.6 64bit

U-Boot：U-Boot-2017.09

Kernel：Linux-5.10.198

LinuxSDK：LinuxSDK-[版本號]（基于RK3562_LINUX_SDK_RELEASE_V1.1.0_20231220）

硬件平臺：創(chuàng)龍科技RK3562J工業(yè)評估板（TL3562-EVM）

為了簡化描述，本文僅摘錄部分方案功能描述與測試結(jié)果。

案例說明

案例功能：

（1）Cortex-A53(CPU0、CPU1、CPU2、CPU3)核心運(yùn)行Linux系統(tǒng)與rpmsg_echo應(yīng)用程序；Cortex-M0(MCU)核心運(yùn)行RT-Thread或Baremetal程序，實(shí)現(xiàn)Linux端的rpmsg數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送功能。

（2）Cortex-A53(CPU0、CPU1、CPU2)核心運(yùn)行Linux系統(tǒng)與rpmsg_echo應(yīng)用程序；Cortex-A53(CPU3)核心運(yùn)行RT-Thread或Baremetal程序，實(shí)現(xiàn)Linux端的rpmsg數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送功能。

案例程序流程圖如下所示：

圖 4

案例演示

下文以Cortex-A53(CPU0、CPU1、CPU2、CPU3)核心運(yùn)行Linux系統(tǒng)與rpmsg_echo應(yīng)用程序，Cortex-M0(MCU)核心運(yùn)行Baremetal程序?yàn)槔M(jìn)行演示。

參考產(chǎn)品資料，固化案例的amp.img鏡像至評估板并替換案例的評估板系統(tǒng)內(nèi)核鏡像。U-Boot啟動(dòng)后，將加載運(yùn)行amp.img鏡像，Baremetal程序的串口終端將打印程序運(yùn)行信息。

圖 5

執(zhí)行如下命令運(yùn)行Linux應(yīng)用程序rpmsg_echo，發(fā)送8個(gè)rpmsg數(shù)據(jù)包至運(yùn)行Baremetal程序的Cortex-M0核心，當(dāng)Cortex-M0核心每收到1個(gè)rpmsg數(shù)據(jù)包就會將數(shù)據(jù)包發(fā)送回Linux端。rpmsg數(shù)據(jù)包內(nèi)容為"hello there x!"（x是rpmsg數(shù)據(jù)包序號，每發(fā)送一次加1）。

Target# ./rpmsg_echo -n 8

圖 6

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