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深入芯驰D9360核间通信案例，RPMSG关键技术深度剖析

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gztwdz4379 发表于 2025-9-10 10:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
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本帖最后由 gztwdz4379 于 2025-9-10 10:30 编辑

前言：

在多核异构架构成为工业SoC主流方案的当下，芯驰D9360凭借其Cortex-A55与Cortex-R5的协同设计，在需同时处理复杂应用与实时任务的场景中表现突出。本文将以眺望电子Core-D9360平台为例，详解如何利用RPMSG与VirtIO机制实现A核与R核间的可靠通信，并提供关键代码实现与调试方法。



图 1 Core-D9360 核心板


一、通信基础：RPMSG框架


RPMSG（Remote Processor Messaging）是Linux内核中用于处理器间通信的框架，采用virtio + rpmsg + IPCC三层架构实现：

●virtio：提供虚拟化队列管理

●rpmsg：实现消息封装与路由

●IPCC：硬件中断控制器


在Core-D9360核心板中，A55核运行Linux，R5核运行RTOS，两者通过虚拟通道（VirtIO ring buffer）进行数据传输，支持双向、异步、多通道通信。


图 2  核间通讯架构

二、核心代码实现


2.1 添加例程驱动

RTOS系统的例程添加在SDK/source/ssdk/examples/kunlun/drivers下，分别创建Kconfig和rules.mk文件，其中Kconfig文件内容如下：


rules.mk文件内容如下：


返回上一层目录下，在Kconfig下添加talowe驱动模块的初始状态和图形界面类型，添加内容如下：


在rules.mk文件下，添加如下内容：


MODULES += $(LOCAL_DIR)/talowe: 如果配置选项 CONFIG_TALOWE_TEST为 "y"，则会将$(LOCAL_DIR)/talowe添加到变量MODULES中。当启用了"talowe test"功能时，会将$(LOCAL_DIR)/talowe模块添加到模块列表中。

2.2 R5核发送机制实现

将rpmsg目录下的rpmsg_test.c文件复制到talowe.c文件中，该驱动描述如何通过RPMSG协议进行核间通信。我们可以在此程序基础上加入自己的协议。

以下是R5核发送"Talowe:RtoA"字符串到A55核，并打印出接收到的信息的函数。

复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">void send_receive_string(rpmsg_channel_t channel, const char *message) {
    

  2. int max_payload;
    

  3. struct dcf_ccm_hdr *snd_pkg;
    

  4. struct dcf_ccm_hdr *rcv_pkg;
    

  5. status_t ret;
    


  6. 

  7.         max_payload = rpmsg_channel_max_payload(channel);
    

  8.         snd_pkg = osAlloc(max_payload);
    

  9.         rcv_pkg = osAlloc(max_payload);
    

  10. ASSERT(snd_pkg && rcv_pkg);
    


  11. 

  12. memset(snd_pkg, 0x0, max_payload);
    

  13. memset(rcv_pkg, 0x0, max_payload);
    


  14. 

  15.         snd_pkg->dmsg.msg_type = COMM_MSG_CCM_ECHO;
    

  16.         snd_pkg->dmsg.opflags |= DCF_MSGF_TMS;
    

  17.         snd_pkg->dmsg.msg_len = sizeof(struct dcf_ccm_hdr) - sizeof(struct dcf_message);
    


  18. 

  19. strncpy(snd_pkg->data, message, max_payload - sizeof(struct dcf_ccm_hdr));
    


  20. 

  21.         ret = rpmsg_channel_send(channel, RPMSG_ECHO_EPT_ADDR, snd_pkg, max_payload, 3000);
    

  22. if (ret == RPMSG_SUCCESS) {
    

  23. printf("Sent: %s\n", message);
    

  24.         } else {
    

  25. printf("Failed to send message\n");
    

  26.         }
    

  27. int received_len;
    

  28.         ret = rpmsg_channel_recv(channel, rcv_pkg, max_payload, &received_len, 3000);
    

  29. if (ret == RPMSG_SUCCESS) {
    

  30. printf("Received: %s\n", rcv_pkg->data);
    

  31.         } else {
    

  32. printf("Failed to receive message\n");
    

  33.         }
    

  34. osFree(snd_pkg);
    

  35. osFree(rcv_pkg);
    

  36. }</font>

将以上函数添加至talowe.c文件内，并在主函数rpmsg_test编写调用该函数条件，如下：

复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">const char* message_to_send = "Talowe:RtoA";
    


  2. 

  3. static int rpmsg_test(int argc, char *argv[])
    

  4. {
    

  5.     int test_case = -1;
    

  6.     int type, rproc, times;
    

  7.     ......
    

  8.     else if (!strcmp(argv[0], "perf")) {
    

  9.         test_case = 3;
    

  10.         type = atoi(argv[1]);
    

  11.         rproc = atoi(argv[2]);
    

  12.         times = atoi(argv[3]);
    

  13.     }
    

  14.     else if(!strcmp(argv[0], "send")) {
    

  15.                 test_case = 4;
    

  16.                 type = atoi(argv[1]);
    

  17.                 rproc = atoi(argv[2]);
    

  18.                 times = atoi(argv[3]);
    

  19.     }
    

  20.     else {
    

  21.         printf("Unknown cmd %s\n", argv[0]);
    

  22.         goto exit;
    

  23.     }
    

  24.    ......
    

  25.    ......
    

  26.         case 3:
    

  27.             do_rpmsg_perf_test(channel, times);
    

  28.         break;
    


  29. 

  30.         case 4:
    

  31.                      send_receive_string(channel, message_to_send);
    

  32. break;
    


  33. 

  34.         default:
    

  35.             printf("Unknown case %d\n", test_case);
    

  36.         break;
    

  37.     }
    

  38. </font>
     加入串口打印提示：
复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">static void rpmsg_test_show(void)
    

  2. {
    

  3.     printf("\nList rpmsg communicate with remote:\n");
    

  4.     printf("\tType\t\t\tRemote-Proc\n");
    

  5.     ......
    

  6.     ......
    

  7.     printf("\trpmsg_test perf <type> <remote-proc> <times>\n");
    

  8.     printf("\trpmsg_test send <type> <remote-proc> <times>\n");
    


  9. 

  10.     printf("\ne.g: test ping rpmsg.virtio 10 times with secure, use command:\n");
    

  11.     printf("\trpmsg_test ping 0 1 10\n");
    

  12. }</font>

编辑如下文件：SDK/source/ssdk/ middleware/rpmsg_service/rpmsg_echo.c

复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">static int echo_channel_cb(void *data, int len, unsigned long src, void *arg)
    


  2. 

  3. {
    

  4.     rpmsg_channel_t chan = arg;
    

  5.     struct dcf_ccm_hdr *ccm_pkg = data;
    

  6. const char *char_data = (char *)data;
    

  7.     int ret = 0;
    


  8. 

  9.     if (ccm_pkg->dmsg.msg_type == COMM_MSG_CCM_ECHO) {
    

  10.         ccm_pkg->time[2] = timer_get_current_time(g_syscnt_timer) * g_sdrv_syscnt_dev.cnt_per_us;
    

  11.         ret = rpmsg_channel_send(chan, src, data, len, 1000);
    

  12.         printf("Sending data (length %d): ", len);
    

  13. for (int i = 8; i < len; i++) {
    

  14. printf("%c ", char_data[i]);
    

  15.                 }
    

  16. printf("\n");
    

  17.     }
    

  18.     else if (ccm_pkg->dmsg.msg_type == COMM_MSG_CCM_ACK) {
    

  19.         ret = rpmsg_channel_send(chan, src, (char *)"ACK", 4, 1000);
    

  20.         ssdk_printf(SSDK_INFO,"send ACK\n");
    

  21.     }
    

  22.     else {
    

  23.         ssdk_printf(SSDK_WARNING, "echo_channel_cb: unknown %d bytes from addr %ld\n", len, src);
    

  24.     }
    


  25. 

  26.     if (ret != 0) {
    

  27.         ssdk_printf(SSDK_WARNING, "echo_channel_cb: channel send failed\n");
    

  28.     }
    


  29. 

  30.     return ret;
    

  31. }</font>

通过以下指令打开图形化配置界面，进入到Driver and Application Examples->Driver Example Support下，可以看到我们新加的talowe test Support驱动配置选项，需要关闭 RPMSG Example Application Support 选项，如下：


复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">./tools/menuconfig.sh -b d9360_ref -p ref -c secure</font>



2.3 A55核发送数据到R5核

A55核Linux系统通过echo_test命令与R5核进行通讯，以下是该命令源码的文件位置：


自定义一个发送和接收字符串的函数，如下：

复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">
    

  2. int send_receive_string(int fd, const char *send_str,int ntimes, int seconds) {
    

  3. int i = 0, j = 0;
    

  4. int size, bytes_rcvd, bytes_sent;
    

  5. long elapse = 0;
    

  6.         err_cnt = 0;
    

  7.         i_payload = (struct _payload *)malloc(sizeof(struct _payload) + payload_max_size);
    

  8.         r_payload = (struct _payload *)malloc(sizeof(struct _payload) + payload_max_size);
    

  9. if (i_payload == 0 || r_payload == 0) {
    

  10. printf("ERROR: Failed to allocate memory for payload.\n");
    

  11. return -1;
    

  12.         }
    

  13. if (seconds)
    

  14. gettimeofday(&start_test, NULL);
    


  15. 

  16.         i_payload->magic = 0xA5;
    

  17. for (j = 0; j < ntimes; j++) {
    

  18.                 i_payload->num = i;
    

  19.                 i_payload->size = size;
    

  20. strcpy(i_payload->data, send_str);
    

  21. if (verbose) 
    

  22. printf("\r\n sending payload number");
    

  23. if (verbose) 
    

  24. printf(" %d of size %lu\r\n", i_payload->num, (sizeof(struct _payload)) + strlen(i_payload->data));
    

  25.                 bytes_sent = write(fd, i_payload, sizeof(struct _payload) + strlen(i_payload->data));
    

  26. if (bytes_sent <= 0) {
    

  27. if (verbose) {
    

  28. perror("\r\n Error sending data\n");
    

  29. break;
    

  30.                         } else
    

  31. fprintf(stderr, "#");
    

  32.                         err_cnt++;
    

  33. continue;
    

  34.                 }
    

  35. printf("send string:%s\n",i_payload->data);
    

  36.         r_payload->num = 0;
    

  37.         bytes_rcvd = read(fd, r_payload, sizeof(struct _payload) + payload_max_size);
    

  38. while (bytes_rcvd <= 0) {
    

  39. usleep(10000);
    

  40.                 bytes_rcvd = read(fd, r_payload, sizeof(struct _payload) + payload_max_size);
    

  41.         }
    

  42.         r_payload->data[bytes_rcvd] = '\0';
    

  43. printf("receive string:%s\n",r_payload->data);
    


  44. 

  45. if (interval)
    

  46. sleep(interval);
    

  47.         }
    

  48. free(i_payload);
    

  49. free(r_payload);
    

  50. return 0;
    

  51. }</font>

在main函数内添加新增函数条件，执行指令时实现A55核发送"Talowe:AtoR"字符串到R5核：

复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">
    

  2. int main(int argc, char *argv[])
    

  3. {
    

  4.     int opt;
    

  5.     char *rpmsg_dev = RPMSG_DEVICE_NAME;
    

  6.     ......
    

  7.     int test_second = 0;
    

  8.     int send_char = 0;
    

  9.     char *value_c;
    


  10. 

  11.     if (strstr(argv[0], "property")) {
    

  12.         do_property_test(argc, argv);
    

  13.         return 0;
    

  14.     }
    

  15. ......
    

  16.     while ((opt = getopt(argc, argv, "a:d:n:cbpxvst:hi:lm:S:P:")) != -1) {
    

  17.         switch (opt) {
    

  18.            ......
    

  19.             case 'v':
    

  20.                 verbose = 1;
    

  21.                 break;
    


  22. 

  23.             case 'c':
    

  24.                                 send_char = 1;
    

  25. break;
    


  26. 

  27.             case 'b':
    

  28.                 benchmark = 1;
    

  29.                 break;
    

  30.             ......
    

  31.             default:
    

  32.                 printf("getopt return unsupported option: -%c\n", opt);
    

  33.                 usage("echo_test");
    

  34.                 break;
    

  35.         }
    

  36.     }
    

  37.     else if (benchmark == 2) {
    

  38.         iperf_test(fd, ntimes);
    

  39.     } else if (benchmark == 3) {
    


  40. 

  41.         throughput_test(fd, ntimes, test_second);
    


  42. 

  43.     } else if( send_char == 1){
    

  44. const char *message_to_send = "Talowe:AtoR";
    

  45. int result = send_receive_string(fd, message_to_send,ntimes, test_second);
    

  46. if (result < 0) {
    

  47. printf("Error sending/receiving string.\n");
    

  48.                 }
    

  49.     }
    

  50.     else {
    

  51.         if (test_second) {
    

  52.             ntimes = 0x7fffffff;
    

  53.         }
    

  54. ......
    

  55.     return 0;
    

  56. }
    

  57. 在打印列表添加如下提示：
    


  58. 

  59. static void usage(const char *cmd)
    

  60. {
    

  61. printf("This is s rpmsg echo test %s, MTU=%d\n", ECHO_TEST_VERSION, rpmsg_payload_test);
    

  62. ......
    

  63.     printf("%s -v\t\t: Verbose mode\n", cmd);
    

  64.     printf("%s -c [char]\t: send Talowe:AtoR\n", cmd);
    

  65.            ......
    

  66.     printf("echo_test -d soc:ipcc@0.ipcc-echo.-1.30 -x -t 10   ; Throughput test in average (Ack'd) in 10 seconds (print in 1 second)\n");
    


  67. 

  68.     exit(0);
    

  69. }</font>

编辑如下文件：SDK/source/linux/drivers/rpmsg/virtio_rpmsg_bus.c

复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">static int rpmsg_echo_cb(struct rpmsg_device *rpdev, void *data, int len,
    


  2. 

  3.                        void *priv, u32 src)
    

  4. {
    

  5. struct dcf_message *msg = data;
    

  6. struct virtproc_info *vrp = priv;
    

  7.         ......
    

  8. switch (msg->msg_type) {
    

  9. case COMM_MSG_CCM_ECHO:
    

  10.                 dev_err(dev,"virtio send susses");
    

  11. /* Add timestamp in the time[2] */
    

  12.                 ......
    

  13. break;
    

  14. case COMM_MSG_CCM_ACK:
    

  15.                 dev_err(dev,"rpmsg recv ACK");
    

  16.                 err = __send_offchannel_raw(vrp, RPMSG_ECHO_ADDR, src, "ACK", 4, true);
    

  17.                 ......
    

  18. break;
    

  19. default:
    

  20. /* No more action, just drop the packet */
    

  21. break;
    

  22.         }
    

  23. return 0;
    

  24. }</font>

编辑如下文件：SDK/source/linux/drivers/rpmsg/semidrive_ipcc.c

复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">
    


  2. 


  3. 

  4. static int rpmsg_ipcc_echo_cb(struct rpmsg_device *rpdev, void *data, int len,
    


  5. 

  6.                               void *priv, u32 src)
    

  7. {
    

  8. struct rpmsg_ipcc_device *vrp = priv;
    

  9. struct device *dev = vrp->dev;
    

  10. ......
    

  11. switch (dmsg->msg_type) {
    

  12. case COMM_MSG_CCM_ECHO:
    

  13.                 dev_err(dev,"ipcc send susses");
    

  14. /* Add timestamp in the time[2] */
    

  15.             ......
    

  16. break;
    

  17. case COMM_MSG_CCM_ACK:
    

  18.                 dev_err(dev,"ipcc recv ACK");
    

  19.                 err = __send_offchannel_raw(vrp, RPMSG_ECHO_ADDR, src, "ACK", 4,true);
    

  20.         ......
    

  21. break;
    

  22. default:
    

  23. /* No more action, just drop the packet */
    

  24. break;
    

  25.         }
    

  26. return 0;
    

  27. }</font>

内核需打开以下配置：

复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">CONFIG_RPMSG=y
    

  2. CONFIG_RPMSG_CHAR=y
    

  3. CONFIG_RPMSG_VIRTIO=y
    

  4. CONFIG_RPMSG_SEMIDRIVE=y</font>



三、烧写测试验证


3.1 R5核向A55核发送信息

以下测试内容为R5核发送"Talowe:RtoA"字符串到A55核，A55核接收到字符串之后重新发送给R5核。

R5核：

复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">rpmsg_test send 0 3 1</font>



A55核：


3.2 A55核向R5发送信息

以下测试内容为A55核发送"Talowe:AtoR"字符串到R5核，R5核接收到字符串之后重新发送给A55核。

A55核：

复制
  1. <font color="#000000" face="微软雅黑" size="3">echo_test -d virtio0.rpmsg-echo.-1.30 -c 1</font>



R5核：




四、结语


通过RPMsg在单芯片上实现了这种高效的核间通信机制，使得异构多核SoC能够真正发挥"实时控制+高性能计算"的协同优势，成为工业4.0、自动驾驶、AIoT等领域的核心技术底座。

广州眺望电子科技有限公司推出Core-D9360核心板与EVM-D9载板外，还提供完整的SDK、编译指南、测试手册及技术文档，覆盖从环境搭建、代码编译、镜像烧写到功能验证的全流程，助力开发者快速实现产品化。

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yangjiaxu 发表于 2025-9-28 10:16 | 显示全部楼层
这个方案一般应用在哪儿？什么场景啊？
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