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AMP 为 SoC 项目助力
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2017-10-15
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充分利用 Linux 的实时性能和丰富特性。
嵌入式系统一般分为两大类：需要硬实时性能的;和不需要硬实时性能的。过去，我们不得不做出艰 抉择，即选择实时操作系统的性能还是我们钟爱的 Linux 系统的丰富特性，然后努力弥补不足之处。
如今，嵌入式开发人员再也不需要在二者之间艰难选择。非对称多处理 （AMP） 兼备二者的优点。几款新型片上系统 （SoC） 产品集成了多个 CPU、多种标准 I/O 外设和可编程逻辑。例如，赛灵思 Zynq-7000® All Programmable SoC 系列包含一个双核 ARM® Cortex™-A9、标准外设（例如千兆位以太网 MAC、USB、DMA、SD/MMC、SPI 和 CAN）以及庞大的可编程逻辑阵列。我们可将这些 SoC 产品作为 Linux/RTOS AMP 系统的基础，助其实现高度的灵活性。
典型的 AMP 配置在很多方面类似于基于 PCI 的系统，即 Linux 域起到主机作用，RTOS 域起到适配器作用，并有一个或多个共享存储器域用来实现两个域之间的通信。不过与 PCI 不同，AMP 配置能更方便、动态地为一个或另一个域分配资源（标准外设和自定义逻辑）。此外，Linux/RTOS AMP 系统能根据运行时间要求——例如各种外部设备的有无——动态地重新配置可编程逻辑。
灵活程度通常会与建立 AMP 系统所涉及的复杂性和难度息息相关。不过请放心，Linux 开发社区已经将很多功能引入到核心，能大大简化 AMP 配置与使用。
LINUX 多处理简介
就多处理而言，Linux 核心分为两种：单处理器 （UP） 核心和对称多处理器 （SMP） 核心。无论有多少个内核，UP 核心只能在单个内核上运行。AMP 系统可包含两个或更多个单处理器内核的实例。
SMP 核心可在一个内核或同时在多个内核上运行（图 1）。可选的核心命令行参数控制系统初始化之后 SMP 核心所使用的内核数量。核心运行时，各种命令行实用程序会控制分配给核心的内核数量。能够动态地控制内核所使用的内核数量，这是 SMP 核心比 UP 核心更受 AMP 开发人员青睐的主要原因。
图 1 — 对称多处理。SMP 核心可在多个内核上同时运行。
远程处理器 （remoteproc） 框架是一种 Linux 组件，负责启动和停止各个内核（远程处理器），以及在 AMP 系统中加载内核的软件。例如，我们可以将图 1 所示的 SMP 系统动态地重新配置为图 2 所示的 AMP 系统，然后再使用 remoteproc 的功能配置回 SMP。
我们可以通过用户空间应用程序或系统初始化脚本完全控制重配置。重配置控制功能使用户应用可以根据系统的动态需求停止、重新加载和运行多种 RTOS
嵌入式系统一般分为两大类：需要硬实时性能的;和不需要硬实时性能的。过去，我们不得不做出艰 抉择，即选择实时操作系统的性能还是我们钟爱的 Linux 系统的丰富特性，然后努力弥补不足之处。
如今，嵌入式开发人员再也不需要在二者之间艰难选择。非对称多处理 （AMP） 兼备二者的优点。几款新型片上系统 （SoC） 产品集成了多个 CPU、多种标准 I/O 外设和可编程逻辑。例如，赛灵思 Zynq-7000® All Programmable SoC 系列包含一个双核 ARM® Cortex™-A9、标准外设（例如千兆位以太网 MAC、USB、DMA、SD/MMC、SPI 和 CAN）以及庞大的可编程逻辑阵列。我们可将这些 SoC 产品作为 Linux/RTOS AMP 系统的基础，助其实现高度的灵活性。
典型的 AMP 配置在很多方面类似于基于 PCI 的系统，即 Linux 域起到主机作用，RTOS 域起到适配器作用，并有一个或多个共享存储器域用来实现两个域之间的通信。不过与 PCI 不同，AMP 配置能更方便、动态地为一个或另一个域分配资源（标准外设和自定义逻辑）。此外，Linux/RTOS AMP 系统能根据运行时间要求——例如各种外部设备的有无——动态地重新配置可编程逻辑。
灵活程度通常会与建立 AMP 系统所涉及的复杂性和难度息息相关。不过请放心，Linux 开发社区已经将很多功能引入到核心，能大大简化 AMP 配置与使用。
LINUX 多处理简介
就多处理而言，Linux 核心分为两种：单处理器 （UP） 核心和对称多处理器 （SMP） 核心。无论有多少个内核，UP 核心只能在单个内核上运行。AMP 系统可包含两个或更多个单处理器内核的实例。
SMP 核心可在一个内核或同时在多个内核上运行（图 1）。可选的核心命令行参数控制系统初始化之后 SMP 核心所使用的内核数量。核心运行时，各种命令行实用程序会控制分配给核心的内核数量。能够动态地控制内核所使用的内核数量，这是 SMP 核心比 UP 核心更受 AMP 开发人员青睐的主要原因。
图 1 — 对称多处理。SMP 核心可在多个内核上同时运行。
远程处理器 （remoteproc） 框架是一种 Linux 组件，负责启动和停止各个内核（远程处理器），以及在 AMP 系统中加载内核的软件。例如，我们可以将图 1 所示的 SMP 系统动态地重新配置为图 2 所示的 AMP 系统，然后再使用 remoteproc 的功能配置回 SMP。
我们可以通过用户空间应用程序或系统初始化脚本完全控制重配置。重配置控制功能使用户应用可以根据系统的动态需求停止、重新加载和运行多种 RTOS
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