zynqMPSoC多核CPU使用

作者: Alliawell | 来源:发表于2023-06-24 08:55 被阅读0次

参考

1.《DFZU2EG_4EV MPSoC之嵌入式Vitis开发指南》第十七章双核AMP实验

2.ZYNQ-双核AMP通信（一）

3.ZYNQ-双核AMP通信（二）

要点：

1）给每个arm核创建一个domain。

2）多核app用软件中断实现通信。

3）debug时下载多个app的elf文件。

4）固化时把多个app的elf选中做BIN文件。

多核处理器，从硬件上看：

1）同构多核：多个核心的架构一致；ZynqMPSoC是多个A53核，同构。

2）异构多核：多个核心架构不一致。例如手机处理器的大小核。

从软件上看：

1）AMP 非对称处理：（Asymmetric Multi-Processing），多个处理器运行各自的程序，相互之间隔离。

2）SMP 对称处理：Symmetric Multi-Processing。多处理器运行同一个OS，由OS统一调度。

AMP非对称多处理

SMP（对称多处理）

ZynqMPSoC的EG系列有4核A53，在AMP机制下每个A53运行各自的应用程序。

ZynqMP中多个A53有各自私有的资源（L1指令Cache，L1数据Cache，私有定时器等），也有一些共享的资源（L2 Cache，DDR内存，OCM、外设等）。多处理器访问共享资源时，需要互斥访问，避免冲突。

在MPSoC中可以使用软件中断（SGI，Software Generated Interrupts）来避免访问的冲突。每个CPU可以用SGI中断自己，中断另一个CPU，或同时中断二者（Each CPU can interrupt itself，the other CPU, or both CPUs using a software generated interrupt SGI）。向软件中断寄存器（ICDSGIR）写入中断编号并指向目标CPU，就产生了一个SGI。每个CPU各自有一组SGI寄存器，可以产生16个软件中断。下图是SGI的中断ID号，0~15.

软件中断号

SGI实现互斥锁的功能，用共享内存实现数据共享的功能。

无论是用OCM（256kB，On-Chip-Memory）还是用DDR共享内存，在访问之前都需要禁止Cache功能。这样两个CPU看到的都是最新的数据，防止cache的数据不一致性。通过Xil_SetTlbAttributes(INTPTR Addr, u32 attrib)函数禁用Cache属性，第一个参数为共享内存的基地址，第二个参数为设置内存的参数，包括是否禁用Cache等。

Xilinx官方提供了2个例程，XAPP1078是1个linux+1个bare-metal；XAPP1079是2个bare-metal应用。XAPP1079文档是非常值得一看的，里面详细的介绍了ZYNQ芯片中两个CPU的启动顺序和方式、裸机VITIS环境中的配置等。