每個嵌入式系統(tǒng)都是不同的。因此,隨著多核設(shè)計變得越來越普遍,幾乎成為主流,不同的硬件和軟件架構(gòu)也在不斷發(fā)展。
從軟件的角度來看,大致有兩種選擇:對稱多處理(SMP)和非對稱多處理(AMP)。
SMP系統(tǒng)只能在同構(gòu)多核平臺上實現(xiàn)(即所有內(nèi)核都相同)。操作系統(tǒng)的單個實例跨所有內(nèi)核運行。此操作系統(tǒng)必須是支持 SMP 操作的特定變體。SMP由Linux和許多實時操作系統(tǒng)產(chǎn)品支持。任務(wù)自動分布在各個內(nèi)核之間。但是,如果特定應(yīng)用程序需要,則可能有一個選項可以將任務(wù)鎖定到特定內(nèi)核。SMP 的目標是以節(jié)能的方式提高可用的處理性能,這在臺式機和筆記本電腦上非常常見。
對于嵌入式應(yīng)用,AMP提供了更大的靈活性,因此更為常見。在 AMP 系統(tǒng)中,每個內(nèi)核都運行自己的操作系統(tǒng)(或者可能根本不運行操作系統(tǒng) - “裸機”)。不要求操作系統(tǒng)相同。每個操作系統(tǒng)都可以根據(jù)內(nèi)核的預(yù)期功能進行選擇,并且不需要是特殊的“支持多核”的版本。與 SMP 不同,AMP 不要求所有內(nèi)核都相同;它可以在異構(gòu)多核平臺上實現(xiàn)。大多數(shù)多核片上系統(tǒng)器件都包含各種內(nèi)核架構(gòu)。不同的內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)可能適用于應(yīng)用程序的不同部分。
在 AMP 設(shè)計中需要解決兩個問題:生命周期管理(啟動順序等)和內(nèi)核間通信。這些問題不會出現(xiàn)在 SMP 系統(tǒng)中,因為操作系統(tǒng)可以控制哪些任務(wù)在何時何地運行,并且任務(wù)間通信使用標準操作系統(tǒng) API——任務(wù)不需要“知道”它們在多核上下文中運行。在 AMP 系統(tǒng)中,每個操作系統(tǒng)都不知道其他操作系統(tǒng)的存在,因此必須進行特定設(shè)置。
配置 AMP 系統(tǒng)的最佳方法是使用某種多核框架來滿足控制和通信要求。OpenAMP是定義此類框架架構(gòu)的標準;OpenAMP的實現(xiàn)可從許多供應(yīng)商處獲得。
框架的實例在每個內(nèi)核上運行。生命周期管理通過使用Remoteproc 提供,其中一個內(nèi)核被指定為“主節(jié)點”。核心間通信使用 RPMsg 進行管理,RPMsg在內(nèi)核之間提供基于通道的雙向通信鏈路。
使用多核框架的替代方法是部署虛擬機監(jiān)控程序。這是一個強大的選項,但受到所有CPU都相同的要求的限制,因此,它只能在同構(gòu)多核平臺上使用。但是,在復(fù)雜的多核系統(tǒng)中,可能存在一組相同的內(nèi)核,可以使用 SMP 操作系統(tǒng)或虛擬機監(jiān)控程序進行管理,并使用多核框架鏈接到系統(tǒng)的其余部分。
審核編輯:郭婷
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