每個嵌入式系統都是不同的。因此,隨著多核設計變得越來越普遍,幾乎到了成為主流的程度,不同的硬件和軟件架構也在不斷發展。
從軟件的角度來看,大致有兩種選擇:對稱多處理 (SMP) 和非對稱多處理 (AMP)。
SMP 系統只能在同構多核平臺上實現(即,所有內核都是相同的)。操作系統的單個實例跨所有內核運行。此操作系統需要是支持 SMP 操作的特定變體。Linux 和許多實時操作系統產品都支持 SMP。任務自動分布在核心之間。但是,如果特定應用程序需要,可以選擇將任務鎖定到特定內核。SMP 的目標是以節能的方式提高可用的處理性能,這在臺式機和筆記本電腦上很常見。
對于嵌入式應用,AMP 提供了更大的靈活性,因此也更為常見。在 AMP 系統中,每個內核都運行自己的操作系統(或者可能根本不運行操作系統——“裸機”)。操作系統不需要相同。每個操作系統都可以根據內核的預期功能進行選擇,它不需要是特殊的“支持多核”的版本。與 SMP 不同,AMP 不要求所有內核都相同;它可以在異構多核平臺上實現。大多數多核片上系統設備包括各種核心架構。不同的核心架構可能適用于應用程序的不同部分。
在 AMP 設計中需要解決兩個問題:生命周期管理(啟動順序等)和內核間通信。這些問題不會出現在 SMP 系統中,因為操作系統可以控制哪些任務在何時何地運行,并且任務間通信使用標準的操作系統 API——這些任務不需要“知道”它們在多核上下文中運行。在AMP系統中,每個操作系統都不知道其他操作系統的存在,因此必須做出具體規定。
配置 AMP 系統的最佳方式是使用某種多核框架來滿足控制和通信要求。OpenAMP 是定義此類框架架構的標準;許多供應商都提供了 OpenAMP 的實現。
該框架的一個實例在每個核心上運行。使用Remoteproc提供生命周期管理,其中一個核心被指定為“主”。內核間通信使用RPMsg進行管理,RPMsg在內核之間提供基于通道的雙向通信鏈路。
使用多核框架的替代方法是部署管理程序。這是一個強大的選項,但受限于它要求所有 CPU 都是相同的,因此它只能在同構多核平臺上使用。然而,在一個復雜的多核系統中,可能有一組相同的核可以使用 SMP 操作系統或管理程序進行管理,并使用多核框架鏈接到系統的其余部分。
審核編輯:郭婷
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