在智能硬件功能持續(xù)升級的當(dāng)下，傳統(tǒng)單片機以及傳統(tǒng)的MPU都面臨著“力不從心”的困境——多網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、多串口并發(fā)、多通道無線通信等復(fù)雜需求，以及文件管理、數(shù)據(jù)加密、人機交互、數(shù)據(jù)壓縮等增強功能，單核方案已難以全面承載。

在這樣的背景下，“管理核+實時核”的雙核異構(gòu)架構(gòu)的方案逐漸脫穎而出，成為破局關(guān)鍵。因此，選擇一款集成度高、通信效率優(yōu)、成本可控的多核異構(gòu)主控平臺，就成為破解當(dāng)前困局的更優(yōu)答案。

1、FET153-S核心板

飛凌嵌入式FET153-S核心板基于全志T153處理器設(shè)計，面向工業(yè)與電力應(yīng)用。該處理器集成四核Cortex-A7與一顆獨立64位玄鐵E907 RISC-V MCU，具備豐富的接口資源與工業(yè)級可靠性，完美契合現(xiàn)代FTU對處理性能與實時性的雙重需求。

此外，T153處理器還提供10路UART、24路GPADC、6路TWI接口、30路PWM等接口，這些接口為多樣化應(yīng)用提供靈活性。

01、實時方案: AP+MCU系統(tǒng)架構(gòu)

飛凌嵌入式FET153-S核心板支持AP+MCU模式的實時方案。AP+MCU系統(tǒng)架構(gòu)為Linux+MCU RTOS/Bare-metal。運行LinuxAP處理器核心作為主核（Master Core）；運行RTOS/Bare-metal的MCU處理器核心作為從核（Remote Core）。主核負(fù)責(zé)整個多核異構(gòu)系統(tǒng)中共享資源的劃分和管理，并運行主站服務(wù)程序。

02、RISC-V核的接口資源

注：上表中功能均已測試通過。

2、應(yīng)用實例

01、SPI數(shù)據(jù)收發(fā)

① 功能介紹

本案例為SPI外回環(huán)測試，即將SPI的MOSI和MISO兩個引腳短接進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。

② 效果展現(xiàn)

傳輸效果：

AD采樣芯片采用兩線制串行總線接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其標(biāo)稱典型通信速率可達(dá)20MHz級別。該兩線制串行總線在電氣特性和時序規(guī)范上與標(biāo)準(zhǔn)SPI接口高度契合，支持主從模式下的全雙工同步通信板載SPI控制器支持最高通信速率達(dá)50MHz，SPI硬件控制器能夠精確生成滿足AD芯片建立時間和保持時間要求的時鐘信號，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

02、中斷嵌套

本案例采用兩個定時器進(jìn)行測試。

① 功能介紹

② 效果展現(xiàn)

測試方法：配置兩個不同優(yōu)先級的定時器，低優(yōu)先級定時器（timer3）定時1s，回調(diào)中延遲900ms，以此達(dá)到延遲退出中斷的時間。高優(yōu)先級定時器（timer2）定時100ms，中斷回調(diào)中不加延時。

注意：在RISC-V核中，中斷優(yōu)先級為數(shù)字越大，優(yōu)先級越高。

現(xiàn)象如下：在低優(yōu)先級中斷中，被高優(yōu)先級的中斷打斷，并且執(zhí)行完高優(yōu)先級中斷后程序回到低優(yōu)先級中斷中繼續(xù)執(zhí)行。

03、核間通信RPMgs

① 標(biāo)準(zhǔn)框架

RPMsg是一種基于Virtio的消息總線，構(gòu)建于Virtio框架之上，用于實現(xiàn)處理器間的消息傳遞。每個RPMsg通道包含本地源地址和遠(yuǎn)程目標(biāo)地址，消息可在兩者之間傳輸。

Virtio提供了共享內(nèi)存管理與虛擬設(shè)備支持，其核心是成對的vring（環(huán)形緩沖區(qū)），分別用于發(fā)送和接收消息。這兩個vring共同構(gòu)成一個環(huán)形隊列，vring緩沖區(qū)即為處理器間的共享內(nèi)存區(qū)域。當(dāng)共享內(nèi)存中有新消息到達(dá)時，mailbox框架會通知相應(yīng)處理器進(jìn)行接收處理。

② 通信流程

在RPMsg中，只有在主處理器發(fā)送第一條消息以后，雙核之間才可以進(jìn)行核間通信，才可以互發(fā)數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)創(chuàng)建debugfs節(jié)點后，主處理器在 rpmsg_test_probe() 函數(shù)中調(diào)用 rpmsg_send() 函數(shù)主動向遠(yuǎn)端處理器發(fā)送第一條信息：

在DSP端調(diào)用rpmsg_test_init() 接口，并創(chuàng)建rpmsg端點；

在主處理器的debugfs節(jié)點的write函數(shù)中先從用戶層得到要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并調(diào)用rpmsg_send()函數(shù)發(fā)送至DSP；

DSP在接收到數(shù)據(jù)之后，調(diào)用callback函數(shù)，將接收到數(shù)據(jù)顯示出來；

DS中調(diào)用rpmsg_test_send()接口（內(nèi)部真實調(diào)用rpmsg_send() 函數(shù)），發(fā)送數(shù)據(jù)至主處理器；

在主處理器接收到數(shù)據(jù)之后，callback回調(diào)會調(diào)用 rpmsg_test_cb()函數(shù)，將接收到的數(shù)據(jù)顯示出來，完成 CPUX→DSP、DSP→CPUX通信的完整回路。

RPMsg每次發(fā)送的最大數(shù)據(jù)長度為512Bytes，由于RPMsg還帶有16Bytes的數(shù)據(jù)頭，因此一次性傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量為496Bytes。

③ 通信流程

• 普通傳輸：乒乓示例

• 大數(shù)據(jù)傳輸：

在實際應(yīng)用中，原始RPMsg框架在通信傳輸方面存在一定的局限性，主要表現(xiàn)為單次數(shù)據(jù)負(fù)載上限較低，默認(rèn)僅為496字節(jié)。以傳輸1MB數(shù)據(jù)為例，需拆分為約2114次發(fā)送操作方可完成。每次數(shù)據(jù)傳輸需觸發(fā)兩次中斷，累計中斷次數(shù)高達(dá)4228次，頻繁的中斷處理引入了顯著的性能開銷。同時，實測單次傳輸496字節(jié)耗時約1.05毫秒，綜合上述因素，完成1MB數(shù)據(jù)的傳輸總耗時約為2.2秒，該傳輸效率在當(dāng)前應(yīng)用場景下難以滿足用戶對實時性與吞吐量的要求。

全志科技在RPMsg基礎(chǔ)上增加了RPBuf大數(shù)據(jù)傳輸?shù)目蚣?，如下圖所示。

以上就是小編為大家?guī)淼娘w凌嵌入式FET153-S核心板RISC-V的使用方法。它的異構(gòu)多核架構(gòu)展現(xiàn)出了卓越的通信性能，能夠為諸多應(yīng)用提供高效可靠的核心支撐，特別適用于對實時性和穩(wěn)定性要求極高的智能應(yīng)用場景。