在嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程中，多核異構(gòu)架構(gòu)的出現(xiàn)為滿足復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的需求提供了新的可能。其中，瑞芯微RK3568J國(guó)產(chǎn)平臺(tái)的非對(duì)稱AMP（Asymmetric Multi-Processing）架構(gòu)，通過(guò)ARM與RISC-V的協(xié)同工作，展現(xiàn)出了強(qiáng)大的性能優(yōu)勢(shì)，下面一起來(lái)看看！

“非對(duì)稱AMP”雙系統(tǒng)

AMP(Asymmetric Multi-Processing)，即非對(duì)稱多處理架構(gòu)。“非對(duì)稱AMP”雙系統(tǒng)是指多個(gè)核心相對(duì)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(lái)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

“非對(duì)稱AMP”對(duì)工業(yè)有何意義

“系統(tǒng)實(shí)時(shí)性”更強(qiáng)

非對(duì)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(duì)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(duì)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(wú)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(duì)稱AMP架構(gòu)通過(guò)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(wú)需額外硬件支持，高效且經(jīng)濟(jì)。

圖 2

RK3568"非對(duì)稱AMP"方案介紹

ARM（Linux） + RISC-V（Baremetal）方案

該方案巧妙結(jié)合了ARM架構(gòu)的高性能與RISC-V的靈活性，為各類應(yīng)用提供了強(qiáng)大的平臺(tái)支持。ARM核心運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)，作為主核承擔(dān)整個(gè)多核異構(gòu)系統(tǒng)中共享資源的劃分和管理的工作，而RISC-V核心作為從核則運(yùn)行Baremetal程序，專注于實(shí)時(shí)或?qū)Ｓ萌蝿?wù)的處理。

這種分工協(xié)作模式，使得ARM端能夠高效處理復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)和系統(tǒng)管理，同時(shí)利用RISC-V端的靈活設(shè)計(jì)，滿足特定場(chǎng)景下對(duì)硬件資源的定制化需求。通過(guò)優(yōu)化資源分配，該方案有效降低了硬件成本，為電力繼電保護(hù)裝置、工業(yè)自動(dòng)化等場(chǎng)景提供了高效且經(jīng)濟(jì)的解決方案。

圖 3

ARM（Linux） + ARM（Baremetal/RTOS）方案

在這個(gè)方案中，運(yùn)行Linux的ARM核心作為主核，負(fù)責(zé)系統(tǒng)中共享資源的分配和管理。運(yùn)行RTOS/Bare-metal的ARM核心作為從核，專注于實(shí)時(shí)任務(wù)的執(zhí)行。這種同構(gòu)多核搭配不同運(yùn)行環(huán)境的方式，既能充分發(fā)揮 ARM 架構(gòu)的性能優(yōu)勢(shì)，又能滿足系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性任務(wù)的處理需求，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性和系統(tǒng)資源管理要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

“非對(duì)稱AMP”雙系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

憑借強(qiáng)大的性能和靈活的架構(gòu)，RK3568J在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

圖 4

基于ARM + RISC-V的AMP開發(fā)案例演示

開發(fā)環(huán)境

本文主要介紹基于RK3568J的非對(duì)稱AMP開發(fā)案例，適用以下開發(fā)環(huán)境：

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

Linux開發(fā)環(huán)境：Ubuntu22.04.5 64bit、VMware16.2.5

U-Boot：U-Boot-2017.09

Kernel：Linux-5.10.209

LinuxSDK：rk3568-buildroot-2021.11-sdk-[版本號(hào)]

（基于rk356x_linux_release_v1.5.0）

硬件平臺(tái)：創(chuàng)龍科技RK3568J工業(yè)評(píng)估板（TL3568-EVM）

為了簡(jiǎn)化描述，本文僅摘錄部分方案功能描述與測(cè)試結(jié)果。

案例功能

RK3568J的Cortex-A55(CPU0、CPU1、CPU2、CPU3)核心作為主核運(yùn)行Linux系統(tǒng)，RISC-V作為從核運(yùn)行Baremetal程序；實(shí)現(xiàn)RS485 UART7串口的回顯功能。

圖 5

案例測(cè)試

首先，我們使用Type-C線將評(píng)估板USB TO UART2串口連接至PC機(jī)，使用RS232轉(zhuǎn)RS485模塊、USB轉(zhuǎn)RS232公頭串口線將評(píng)估板RS485 UART7串口連接至PC機(jī)，如下圖所示。

圖 6

參考產(chǎn)品資料，啟動(dòng)RISC-V核心并加載工程鏡像。RISC-V核心啟動(dòng)后將自動(dòng)運(yùn)行Baremetal程序，RS232 UART0串口終端（RISC-V端）將會(huì)接收Baremetal程序的打印信息，如下所示。

圖 7

在RS485 UART7串口終端輸入8個(gè)字符后按回車，串口終端將回顯接收到的字符。

圖 8

到這里，ARM + RISC-V開發(fā)案例分享就結(jié)束了，想要查看更多RK3568J相關(guān)的案例演示，歡迎各位工程師掃描下方二維碼下載，親自體驗(yàn)RK3568J“非對(duì)稱AMP” 雙系統(tǒng)的強(qiáng)大吧！

審核編輯 黃宇