一篇文章帶您玩轉T113的ARM+RISC-V+DSP三核異構！

近年來，隨著半導體產業的快速發展和技術的不斷迭代，物聯網設備種類繁多（如智能家居、工業傳感器），對算力、功耗、實時性要求差異大，單一架構無法滿足所有需求。因此米爾推出MYD-YT113i開發板（基于全志T113-i）來應對這一市場需求。

米爾基于全志T113-i核心板及開發板

一、T113-i芯片及OpenAMP簡介

o   T113-i芯片簡介

T113-i由兩顆ARM A7 、一顆C906（RISC-V）和一顆DSP（HIFI 4）組成。

●   C906（RISC-V核）特性：

1.主頻最高1008MHz

2.32KB I-cache+32 KB D-cache

3.操作系統支持裸跑和FreeRTOS實時操作系統

4.支持少量數據核間通訊（RPMsg）和大量核間數據（RPBuf）

●   DSP（HIFI 4）特性：

1.最高主頻600MHz

2.32KB L1 I-cache+32 KB L1 D-cache 64KB I-ram+64KB      D-ram

3.操作系統支持裸跑和FreeRTOS實時操作系統

4.支持少量數據核間通訊（RPMsg）和大量核間數據（RPBuf）

o   OpenAMP系統原理

T113-i=2×ARM A7 + 1×C906（RISC-V） + 1×DSP（HIFI 4）組成，其中兩個A7核為主核心，C906（RISC-V核）和DSP為雙副核心。而其中的RISC-V屬于超高能效副核心，標配內存管理單元，可運行RTOS或裸機程序，T113的主核運行Linux進行人機界面的交互和應用流程，而RISC-V則是后臺可進行大數據數據采集，或者相關編碼器的控制等，降低主核被中斷的次數，大大提供了主核的運行效率。每個處理器核心相互隔離，擁有屬于自己的內存，既可各自獨立運行不同的任務，又可多個核心之間進行核間通信，這些不同架構的核心以及他們上面所運行的軟件組合在一起，就成了 AMP 系統（Asymmetric Multiprocessing System 異構多處理系統）即非對稱多處理架構。

二、AMP系統通信機制詳解

o   AMP通信原理

由于兩個核心存在的目的是協同的處理，因此在異構多處理系統中往往會形成Master-Remote結構。主核心啟動后啟動從核心。當兩個核心上的系統都啟動完成后，他們之間就通過IPC（Inter Processor Communication）方式進行通信，而 RPMsg就是IPC中的一種。

在AMP系統中，兩個核心通過共享內存的方式進行通信。兩個核心通過AMP中斷來傳遞訊息。內存的管理由主核負責。

o   使用 RPMsg進行核間通信

RPMsg整體通訊框架

上面介紹了通訊原理，這里講解如何通訊，AMP使用RPMsg框架進行通訊，該框架用于AMP場景下處理器之間進行相互通信。OpenAMP內部實現了可用于RTOS或裸機系統中的RPMsg框架，與Linux內核的RPMsg框架兼容。

其通信鏈路建立流程如下：

1.RTOS端調用rpmsg_create_ept創建指定name的端點。

2.Linux端rpmsg core層收到端點創建消息，調用rpmsg_register_device 將其作為一個設備注冊到      rpmsg bus。

3.Linux端rpmsg bus匹配到相應的驅動，觸發其 probe 函數。

4. 端驅動probe函數完成一些資源的分配以及文件節點的生成。

5.Linux端驅動的 probe 函數調用完后，rpmsg bus 會回復一個 ACK。

6.RTOS 端收到 ACK 后設置端點的狀態，此時使用 is_rpmsg_ept_ready 函數會返回 true。

RPMsg數據傳輸流程如下：

下面展示一次RPMsg數據傳輸的通信過程，下面詳細說明：

 arm端把數據拷貝到buffer中，在初始化時已經將buffer和payload memory地址綁定，因此數據拷貝后相當于存放到了payloadmemory中。

1.在消息傳輸命令后加上數據在payload memory中的起始地址和長度，組成數據包，調用RPMsg接口發送。

RPBuf：基于共享內存和RPMsg消息通知，實現傳輸大數據傳輸的框架。

RPMsg：基于VirtIO管理的共享內存，實現數據傳輸的框架。

VirtIO：原本是一套用在虛擬化環境中傳輸數據的框架，這里用作共享內存（VRING）的管理。

OpenAMP：OpenAMP框架為RTOS、裸機和Linux用戶空間提供了RPMsg、VirtIO、re-moteproc（未列出）的實現，并且與Linux內核兼容。

Msgbox：是全志平臺提供的一套消息中斷機制，已通過linux內核中原生的mailbox框架作適配。

MSGBOX_IRO_REG：Msgbox的中斷相關寄存器。

buffer：表示申請到的共享內存。用戶通過操作buffer對象，可直接訪問對應的共享內存。payload memory：用來存放實際傳輸數據的共享內存，因此稱為payload（有效負載）。VRING：由Virtl0管理的一個環形共享內存。

三、案例與性能測試

o   A核與RISC-V核通訊流程

A核與RISC-V核通訊流程如下：

1.首先監聽端點

2.創建端點

3.節點通訊

linux向riscv發送

4.riscv接收數據

A核與RISC-V核數據傳輸性能測試

A核與RISC-V核數據傳輸性能測試，使用rpmsg_test命令對rpmsg進行性能測試，測試發送方向和接收方向各自的耗時以及速率。

1.主核測試結果：

2.從核測試結果：

3.通過輸出的結果可以得到：

[rpmsg1] send: 496.000000Kb 20.000000ms 24.799999M/s

[rpmsg1] receive : 496.000000Kb 9980.000000ms 0.049699Mb/s

發送496KB數據耗時20ms發送速率為24.79Mb/s

接收496KB數據耗時9980ms發送速率為0.049699Mb/s

●   DSP GPADC采集測試

采集流程如下：

 1. 開啟DSP

2. DSP核打印

3. 開啟DSP后，把GPADC0引腳接入1.8V電源，此時用戶可以執行A核應用程序與DSP進行通訊，使DSP進行GPADC采集并返回數據

可以看到GPADC0收的電壓數據為1792，轉換為電壓值為：1792/1000=1.792V。

米爾T113-i核心板配置型號

表 MYC-YT113-i核心板選型表

米爾T113-i開發板配置型號

表 MYD-YT113-i開發板選型表