基于Linux 簡(jiǎn)化 AMP 配置使其更方便更動(dòng)態(tài)地分配資源

基于Linux簡(jiǎn)化AMP配置使其更方便更動(dòng)態(tài)地分配資源嵌入式系統(tǒng)一般分為兩大類：需要硬實(shí)時(shí)性能的；和不需要硬實(shí)時(shí)性能的。過(guò)去，我們不得不做出艱難抉擇：選擇實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的性能還是我們鐘愛的Linux系統(tǒng)的豐富特性，然后努力彌補(bǔ)不足之處?如今，嵌入式開發(fā)人員再也不需要在二者之間艱難選擇。非對(duì)稱多處理(AMP)兼?zhèn)涠叩膬?yōu)點(diǎn)。幾款新型片上系統(tǒng)(SoC)產(chǎn)品集成了多個(gè)CPU、多種標(biāo)準(zhǔn)I/O外設(shè)和可編程邏輯。例如，賽靈思Zynq-7000?AllProgrammableSoC系列包含一個(gè)雙核ARM?Cortex?-A9、標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)（例如千兆位以太網(wǎng)MAC、USB、DMA、SD/MMC、SPI和CAN）以及龐大的可編程邏輯陣列。我們可將這些SoC產(chǎn)品作為L(zhǎng)inux/RTOSAMP系統(tǒng)的基礎(chǔ)，助其實(shí)現(xiàn)高度的靈活性。典型的AMP配置在很多方面類似于基于PCI的系統(tǒng)，即Linux域起到主機(jī)作用，RTOS域起到適配器作用，并有一個(gè)或多個(gè)共享存儲(chǔ)器域用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)域之間的通信。不過(guò)與PCI不同，AMP配置能更方便、動(dòng)態(tài)地為一個(gè)或另一個(gè)域分配資源（標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)和自定義邏輯）。此外，Linux/RTOSAMP系統(tǒng)能根據(jù)運(yùn)行時(shí)間要求——例如各種外部設(shè)備的有無(wú)——?jiǎng)討B(tài)地重新配置可編程邏輯。靈活程度通常會(huì)與建立AMP系統(tǒng)所涉及的復(fù)雜性和難度息息相關(guān)。不過(guò)請(qǐng)放心，Linux開發(fā)社區(qū)已經(jīng)將很多功能引入到核心，能大大簡(jiǎn)化AMP配置與使用。Linux多處理簡(jiǎn)介

就多處理而言，Linux核心分為兩種：?jiǎn)翁幚砥?UP)核心和對(duì)稱多處理器(SMP)核心。無(wú)論有多少個(gè)內(nèi)核，UP核心只能在單個(gè)內(nèi)核上運(yùn)行。AMP系統(tǒng)可包含兩個(gè)或更多個(gè)單處理器內(nèi)核的實(shí)例。SMP核心可在一個(gè)內(nèi)核或同時(shí)在多個(gè)內(nèi)核上運(yùn)行(圖1)。

可選的核心命令行參數(shù)控制系統(tǒng)初始化之后SMP核心所使用的內(nèi)核數(shù)量。核心運(yùn)行時(shí)，各種命令行實(shí)用程序會(huì)控制分配給核心的內(nèi)核數(shù)量。能夠動(dòng)態(tài)地控制內(nèi)核所使用的內(nèi)核數(shù)量，這是SMP核心比UP核心更受AMP開發(fā)人員青睞的主要原因.

遠(yuǎn)程處理器框架

遠(yuǎn)程處理器(remoteproc)框架是一種Linux組件，負(fù)責(zé)啟動(dòng)和停止各個(gè)內(nèi)核(遠(yuǎn)程處理器)，以及在AMP系統(tǒng)中加載內(nèi)核的軟件。例如，我們可以將圖1所示的SMP系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地重新配置為圖2所示的AMP系統(tǒng)，然后再使用remoteproc的功能配置回SMP。我們可以通過(guò)用戶空間應(yīng)用程序或系統(tǒng)初始化腳本完全控制重配置。重配置控制功能使用戶應(yīng)用可以根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)需求停止、重新加載和運(yùn)行多種RTOS應(yīng)用程序。內(nèi)核的軟件(本例中是指RTOS和用戶應(yīng)用程序)從標(biāo)準(zhǔn)的可執(zhí)行和可鏈接格式(ELF)文件中加載，該文件包含一個(gè)資源表的特殊段。資源表類似于PCI配置空間，用來(lái)描述RTOS需要的資源。這些資源中包括RTOS代碼和數(shù)據(jù)所需的存儲(chǔ)器。追蹤緩沖區(qū)

追蹤緩沖區(qū)是自動(dòng)在Linux文件系統(tǒng)中作為文件出現(xiàn)的存儲(chǔ)器區(qū)域。顧名思義，追蹤緩沖區(qū)向遠(yuǎn)程處理器提供基本追蹤功能。遠(yuǎn)程處理器向緩沖區(qū)寫入追蹤、調(diào)試和狀態(tài)消息，以便通過(guò)Linux命令行或定制應(yīng)用進(jìn)行檢查。能夠動(dòng)態(tài)地控制核心所使用的內(nèi)核數(shù)量，這是SMP核心比UP核心更受AMP開發(fā)人員青睞的主要原因。在資源表中輸入條目，以請(qǐng)求一個(gè)或多個(gè)追蹤緩沖區(qū)。盡管一般包含純文本，但追蹤緩沖區(qū)也會(huì)包含二進(jìn)制數(shù)據(jù)，例如應(yīng)用狀態(tài)信息或警報(bào)指示。虛擬I/O設(shè)備

我們還可使用資源表定義虛擬輸入/輸出設(shè)備(VDEV)，這種設(shè)備主要是支持Linux核心與遠(yuǎn)程處理器之間消息傳送的幾對(duì)共享存儲(chǔ)器隊(duì)列。VDEV定義包括用來(lái)設(shè)定隊(duì)列大小的字段，以及用來(lái)在處理器之間發(fā)信號(hào)的中斷。Linux核心可處理虛擬I/O隊(duì)列的初始化。遠(yuǎn)程處理器上運(yùn)行的軟件只需要在其資源表中包含一個(gè)VDEV描述，然后在開始執(zhí)行時(shí)使用隊(duì)列；剩下的都由核心來(lái)處理。遠(yuǎn)程處理器消息框架

遠(yuǎn)程處理