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“国产双系统”出炉,RK3568J非对称AMP:Linux+RTOS/裸机

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本帖最后由 Tronlong创龙 于 2024-7-22 10:37 编辑

“非对称AMP”双系统是什么
AMP(Asymmetric Multi-Processing),即非对称多处理架构。“非对称AMP”双系统是指多个核心相对独立运行不同的操作系统或裸机应用程序,如Linux + RTOS/裸机,但需一个主核心来控制整个系统以及其它从核心。每个处理器核心相互隔离,拥有属于自己的内存,既可各自独立运行不同的任务又可多个核心之间进行核间通信。
随着对嵌入式系统要求的不断提高,非对称AMP架构如今已成为一种新选择,主要应用于工业领域,如工业PLC、运动控制器、机器人控制器、继电保护装置、小电流选线设备等。

“非对称AMP”对工业有何意义

更强“系统实时性”
非对称AMP架构拥有更强的系统实时性,原因在于可使用固定的核心进行实时任务处理。因此在工业自动化控制领域中采用非对称AMP架构时,兼顾了工业系统控制设备需要的复杂功能和实时性。AMP架构能够极大地提高系统实时性,从而提高系统执行效率、计算能力及响应外部事件速度等。

更高“系统稳定性”
非对称AMP架构拥有更高的系统稳定性,是因为无需多个分立CPU之间进行频繁数据交互。AMP架构中,每个处理器核心又相互隔离,拥有属于自己的内存,核心之间互不干扰。开发者可根据开发需要灵活指定某个任务仅某个核心上运行,亦可指定不同核心系统之间进行通信,因此系统稳定性将大大提高,有效地降低系统崩溃概率,从而保证数据信息完整性。

更低“系统硬件成本”
内部通信的方式决定了仅需一套硬件电路即刻实现复杂的功能,使得非对称AMP架构方案拥有更低的系统硬件成本。AMP架构中各核心可运行不同的操作系统,可并行执行多个任务,在开发中不需额外搭建其他系统硬件设备支持,在提高效率的同时大大降低系统硬件成本。而采取分立CPU方案,需要两套硬件电路(CPU/ROM/RAM/PMIC),系统硬件成本成倍增加。

RK3568J非对称AMP开发案例
创龙科技RK3568J工业核心板(SOM-TL3568)已提供了非对称AMP开发案例,并继续快速完善中。目前提供了GPIO、UART控制功能案例,同时计划在近1~2个月陆续提供基于AMP架构的SPI、I2C、CAN、PCIe等案例。
SOM-TL3568核心板CPU、ROM、RAM、电源、晶振、连接器等所有器件均采用国产工业级方案,国产化率100%。
下面以串口回显功能演示非对称AMP案例的开发基本流程。
实现串口回显功能案例

案例功能:CPU0、CPU1、CPU2核心运行Linux系统;CPU3核心运行Baremetal、RT-Thread(RTOS)程序,实现RS485 UART7串口的回显功能。




图 1

请将案例产品资料案例提供的amp.img镜像拷贝至评估板文件系统,执行如下命令将其固化至Linux系统启动卡对应分区。
备注:如需固化至eMMC,请将设备节点修改为"/dev/mmcblk0p8"。
Target# dd if=amp.img of=/dev/mmcblk1p8 conv=fsync
Target# sync
Target# reboot


图 2

将评估板上电启动,在U-Boot倒计时结束之前按下空格键进入U-Boot命令行模式,执行如下命令关闭设备树uart0和uart7配置,避免Linux内核占用案例的外设资源。
U-Boot# fdt set /serial@fdd50000 status "disable"
U-Boot# fdt set /serial@fe6b0000 status "disable"
U-Boot# boot


图 3

U-Boot启动后,将加载运行amp.img镜像,RS232 UART0串口终端将打印程序运行信息。


图 4 Baremetal程序串口终端


图 5 RT-Thread(RTOS)程序串口终端

在RS485 UART7串口终端输入8个字符后按回车,串口终端将回显接收到的字符。


图 6

同时RS232 UART0串口终端打印如下程序运行信息。


图 7 Baremetal程序串口终端


图 8 RT-Thread(RTOS)程序串口终端



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沙发
515192147| | 2024-10-9 22:38 | 只看该作者
本帖最后由 515192147 于 2024-10-9 22:39 编辑

现场总线 也需要冗余:
国外一般只有在非常重要的控制系统中才采用冗余设计,国内的控制系统习惯采用冗余设计方案,冗余的现场总线设计成本一般非常贵,单总线大家都会习惯认为不可靠,非冗余的现场总线一般只能用于非重要的现场信号的采集,在有控制输出(DO/AO)或有重要的信号测点需采集的现场总线控制系统中,国家标准都有严格的冗余配置现场总线及供电的设计要求及对应的严格测试验收规定;
市场需要一种既支持冗余又价格便宜的总线。
高可靠行业冗余现场总线设计见:
02高可靠行业冗余现场总线设计.zip (8.19 MB)
冗余双网现场总线控制系统分3层:MMI层(人机界面)、控制器层、IO总线层
以太网IP编号(IP最后一个BYTE)的分配标准:
1)人机界面MMI层: 101~149
2)控制器层DPU控制器: 01~49,对应冗余模块51~99
3)IO总线层CANWeb(双口)网关模块:151~199,对应冗余模块 201~249
IO总线层:通过冗余双光纤(小于20公里)可组网成 高可靠、分散的FCS系统

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