ZYNQ双核ARM分别运行不同的操作系统（基于OpenAMP）

ZYNQ系列是Xilinx最近几年推出的多核异构SoC，集成了FPGA和ARM处理器，ARM部分是双核ARM Cortex-A9处理器，双核可以同时对称使用，还可以非对称使用。

基于OpenAMP软件架构，可以实现一个ARM核运行Linux系统，而另一个ARM核运行RTOS，如FreeRTOS，或者裸机跑，RTOS和FPGA端进行低延时的高速数据交换，满足实时任务需求，而跑Linux的ARM核可以作为上层应用，处理更复杂的业务逻辑。

 

本文分享基于OpenAMP框架的双核ARM通信案例的使用说明，CPU0(Master)运行Linux系统，CPU1(Remote)运行裸机或FreeRTOS程序。CPU0使用remoteproc加载CPU1程序，并对CPU1进行配置。

图 1

OpenAMP详细开发说明可查阅官方文档

本文基于创龙科技 Xilinx Zynq-7010/7020平台进行案例测试。

 

1 echo_test案例

1.1 案例功能

案例功能：CPU0使用RPMsg向CPU1发送数据，CPU1接收到数据后再使用RPMsg向CPU0回传数据。CPU0对回传的数据进行验证，并输出验证结果。

1.2 操作说明

将CPU1裸机或FreeRTOS可执行文件复制到评估板文件系统“/lib/firmware/”目录下，并执行如下命令加载CPU1程序。

Target#  echo echo_test.elf > /sys/class/remoteproc/remoteproc0/firmware

Target#  echo start > /sys/class/remoteproc/remoteproc0/state

图 3

执行如下命令加载RPMsg驱动，并在“/dev/”目录下生成RPMsg设备节点。

Target#  modprobe rpmsg_user_dev_driver

图 4

将CPU0应用程序可执行文件复制到评估板文件系统，并执行如下命令通过RPMsg与CPU1进行通信。

Target#  ./echo_test

图 5

输入1，并按回车键进行测试。

图 6

图 7

输入2，并按回车键退出测试。

图 8

执行如下命令，停止CPU1程序。

Target#  echo stop > /sys/class/remoteproc/remoteproc0/state

图 9

2  matrix_multiply案例

2.1 案例功能

案例功能：CPU0随机生成两个矩阵并使用RPMsg向CPU1发送数据，CPU1接收到数据后进行矩阵乘法运算，再使用RPMsg向CPU0回传运算结果，然后CPU0通过串口终端输出运算结果。

2.2 操作说明

将CPU1裸机或FreeRTOS可执行文件复制到评估板文件系统“/lib/firmware/”目录下，并执行如下命令加载CPU1程序。

Target#  echo matrix_multiply.elf > /sys/class/remoteproc/remoteproc0/firmware

Target#  echo start > /sys/class/remoteproc/remoteproc0/state

图 10

执行如下命令加载RPMsg驱动，并在“/dev/”目录下生成RPMsg设备节点。

Target#  modprobe rpmsg_user_dev_driver

图 11

将CPU0应用程序可执行文件复制到评估板文件系统，并执行如下命令通过RPMsg与CPU1进行通信。

Target#  ./mat_mul_demo

图 12

输入1，并按回车键进行测试。

图 13

输入2，并按回车键退出测试。 

图 14

执行如下命令，停止CPU1程序。

Target#  echo stop > /sys/class/remoteproc/remoteproc0/state

图 15

 3 内存分配说明

512MByte DDR容量版本核心板的内存地址分配如下：

表 1

 

名称	地址范围	范围大小
PS Linux	0~0x17FF FFFF	384MByte
PL MicroBlaze	0x1800 0000~0x18FF FFFF	16MByte
OpenAMP-remote app	0x1900 0000~0x19FF FFFF	16MByte
PL	0x1A00 0000~0x1FFF FFFF	96MByte

 

1GByte DDR容量版本核心板的内存地址分配如下：

表 2

 

名称	地址范围	范围大小
PS Linux	0~0x17FF FFFF	384MByte
PL MicroBlaze	0x1800 0000~0x18FF FFFF	16MByte
OpenAMP-remote app	0x1900 0000~0x19FF FFFF	16MByte
PL	0x1A00 0000~0x1FFF FFFF	96MByte
PS Linux	0x2000 0000~0x3FFF FFFF	512MByte

 

如需修改CPU1程序(OpenAMP-remote app)内存地址空间范围，可通过更改设备树文件tlz7x-easyevm-s.dts、资源表rsc_table.c及链接文件lscript.ld对内存地址空间进行重新分配。三者需同步修改并保持一致，以确保固件程序链接地址与设备树配置的elf_ddr_0对应。所使用的资源（内存和virtio设备资源）不能超出设备树文件配置的内存范围。

图 16设备树文件tlz7x-easyevm-s.dts配置

图 17设备树文件tlz7x-easyevm-s.dts配置

图 18 CPU1程序资源表rsc_table.c配置

图 19 CPU1程序链接文件lscript.ld配置

审核编辑：汤梓红