先說說,為什么核間通信延時能逼瘋工程師?咱做工業(yè)控制的都知道,多核處理器就像車間里的多個師傅,例如瑞芯微RK3576處理器:A72核當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)管全局(跑Linux,人機交互、數(shù)據(jù)處理),A53核當(dāng)工程師干細(xì)活(跑RTOS,控制電機、讀傳感器),M0核當(dāng)助手打輔助(跑實時任務(wù))。
這幾位師傅之間,得隨時“喊話”才行,比如A72喊A53:把電機轉(zhuǎn)速調(diào)到1500rpm,A53得立刻回答:收到,已執(zhí)行。
要是喊話慢了,多軸電機同步時,一個軸動快了0.5ms,另一個軸動慢了0.5ms,結(jié)果就是機械臂抓工件歪了。
所以核間通信的延時,不是冷冰冰的數(shù)字,是設(shè)備能不能用的生死線!
▍實測2us,有點東西
一張表,把工程師們最關(guān)心的各項數(shù)據(jù)全部展現(xiàn)。數(shù)據(jù)為RK3576處理器A72、A53與M0核間通信中的RPMsg消息包的發(fā)送耗時與時延。實測可做到2us,時延確實低,看來RK3576處理器在工控領(lǐng)域很能打啊!

Linux(A72)->RTOS(A53)、Linux(A72)->Baremetal(A53)的Rpmsg_send發(fā)送間隔為10us,Linux(A72)->RTOS(M0)的Rpmsg_send發(fā)送間隔為1000us。Linux->RTOS(A53)發(fā)送消息包的時間過程,如下圖所示:

我們通過軟件計時、硬件測量兩種方式,計算各階段耗時,想了解的兄弟可以看下:

▍2us延時,是精度的分水嶺
微秒級別的超低延時,適用于驅(qū)控一體控制器、PLC、數(shù)控機床等高精度工業(yè)自動化場景,能顯著提升設(shè)備響應(yīng)速度,輕松應(yīng)對嚴(yán)苛的工業(yè)控制需求。
別小瞧這2us!在工業(yè)自動化場景中,2us的延時差異,可能意味著:一臺數(shù)控機床的加工精度差0.1mm;一個PLC程序的響應(yīng)速度慢0.001秒;一套驅(qū)控一體控制器的同步誤差擴大10倍!它就是精度的分水嶺!

瑞芯微RK3576處理器很好地支持了AMP(Asymmetric Multi-Processing),即“非對稱多處理架構(gòu)”。“非對稱AMP雙系統(tǒng)”是指多個核心相對獨立運行不同的操作系統(tǒng)或裸機應(yīng)用程序,如Linux + RTOS/裸機,但需一個主核心來控制整個系統(tǒng)以及其它從核心。每個處理器核心相互隔離,擁有屬于自己的內(nèi)存,既可各自獨立運行不同的任務(wù),又可多個核心之間進行核間通信。

而RPMsg(Remote Processor Messaging),是一種專為異構(gòu)多核處理系統(tǒng)設(shè)計的通信協(xié)議。它允許不同處理器核心之間通過共享內(nèi)存高效地交換信息,為主核心和從核心之間提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的消息傳遞機制,使得這些不同架構(gòu)的核心能夠協(xié)同工作,最大限度地發(fā)揮它們的性能。RPMsg的主要特點包括:
(1)基于VirtIO管理共享內(nèi)存,實現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)傳輸
(2)避免額外的拷貝開銷,優(yōu)化了內(nèi)存使用
(3)配備同步與互斥機制,確保數(shù)據(jù)交換的高效與安全

審核編輯 黃宇
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